Studium filamentu koplanárního bariérového výboje

Mgr. Tomáš Hoder, Ph.D.

Doctoral thesis

Investigation of the filament of the coplanar barrier discharge

Abstract:

Předložená práce se zabývá studiem mikrovýboje filamentu koplanárního bariérového výboje. Použitými diagnostickými technikami jsou optická emisní spektroskopie, intenzifikovaná vysokorychlostní iCCD kamera a proudová měření pulzů mikrovýboje. Technika tzv. cross-correlation spektroskopie byla v případě koplanárního výboje použita poprvé a díky subnanosekundovému časovému rozlišení umožnila podrobně popsat vývoj svítivosti vybraných pásů molekulárního dusíku v průběhu mikrovýboje. Při experimentech za atmosferického tlaku bylo provedeno kompletní 3D časově rozlišené zobrazení vývoje mikrovýboje v syntetickém vzduchu. Využitím kinetického modelu byl z poměru intenzit spektrálních pásů prvního negativního systému na 391.5 nm a druhého pozitivního systému molekulárního dusíku na 337.1 nm spočítán prostorově rozlišený kvalitativní vývoj E/n v mikrovýboji. Studován je i filament v dusíku. Za třetinového atmosferického tlaku v syntetickém vzduchu byly nalezeny vhodné podmínky pro generaci stabilních, vzájemně se ovlivňujících mikrovýbojů. To umožnilo studovat vliv reziduálního povrchového náboje a v důsledku popsat doposud nejasné změny v plazmatu mikrovýboje při přepětí.

Abstract:

In this work the microdischarge in filament of coplanar barrier discharge is studied. The optical emission spectroscopy, intensified high-speed iCCD camera and detailed current pulse measurements were applied. The technique of cross-correlation spectroscopy was applied for the first time in the case of coplanar barrier discharge. Because of its subnanosecond temporal resolution it allowed to describe very precisely the luminosity development of certain spectral bands of molecular nitrogen. During atmospheric pressure experiments the complete 3D imaging of the microdischarge development in syntetic air was done. From the ratio of the spectral bands intensities of molecular nitrogen at 391.5 nm and 337.1 nm, using kinetic model, the spatially resolved qualitative development of E/n was determined. The microdischarge in nitrogen is studied as well. At one third of atmospheric pressure syntetic air the needed conditions were found to generate two stable self-influencing microdischarges. This allowed to study the influence of residual surface charge and therefore describe not understood changes in the microdischarge plasma.

Keywords

koplanární bariérový výboj, mikrovýboj, optická emisní spektroskopie, netermalizované plazma

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 6. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 6. 10. 2009
• Supervisor: prof. RNDr. Mirko Černák, CSc.
• Reader: doc. RNDr. František Krčma, Ph.D., doc. RNDr. Anna Zahoranová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Physics (4-years) / Plasma Physics