直流 Ar/N$_2$ 微空心阴极放电中转动温度探针的多物种综合比较
等离子体物理
2026-01-09 v1
摘要
准确测定微等离子体中的气体温度（）对于优化其应用至关重要，然而单一的诊断方法可能会产生误导性结果，特别是在强非平衡条件下。本文记录了在直流 Ar/N 微空心阴极放电（MHCD）等离子体射流中产生的 N(C)、OH(A)、NH(A) 和 NO(A) 的高分辨率转动光谱，并对其相关的转动温度（）进行了交叉比较。对转动光谱进行了详细的实验分析和稳健拟合，实现了对 的可靠估计。此外，还探究了这些物种的主要形成机制及其对转动能级布居分布的相应影响。特别是，我们的研究结果表明，N(C) 的 受到来自氩亚稳态（Ar）的能量转移和 NH(A) 光谱干扰的显著影响。这使得它在富氩 MHCD 中作为测温探针不可靠，除非采用复杂的分析。相比之下，在各种放电电流和压力下，OH(A) 的转动布居分布似乎对氩引起的扰动较不敏感，提供了更直接的结果。对于所考虑的所有分子，本研究揭示了所有测量的 能够可靠地被认为与 处于平衡状态的条件。这凸显了在反应性微等离子体中测量 时交叉验证多种测温探针以及研究相关激发动力学的重要性。
引用
@article{arxiv.2601.04967,
title = {A Comprehensive multi-species comparison of rotational temperature probes in a DC Ar/N$_2$ micro-hollow cathode discharge},
author = {Dimitrios Stefas and Belkacem Menacer and Alice Remigy and Nikolaos Chazapis and Guillaume Lombardi and Claudia Lazzaroni and Kristaq Gazeli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04967},
year = {2026}
}