从第一脉冲到后续脉冲：预形气泡水中放电演化
等离子体物理
2026-03-24 v1
摘要
使用同步针尖-气泡系统实验研究了预形气泡内放电从第一脉冲到后续脉冲的演化行为。采用同步针尖、纳秒高压脉冲电源、脉冲阀和ICCD成像装置，以实现可重复的预形气泡生成和良好时间同步的放电发展记录。结果表明，尽管在相同条件下预形气泡在尺寸和形貌方面表现出良好的可重复性，但气泡内的第一脉冲放电仍高度随机。第一脉冲放电主要为晕体放电，且一旦电极被气泡覆盖，便不受气泡尺寸影响。通过改变脉冲宽度，可以观察到气泡内放电从晕体放电逐渐演化为放电器，伴随气泡界面不稳定性增强。在足够大的脉冲宽度和脉冲数下，可诱发气泡皱褶甚至破裂。还考察了溶液电导率的影响。电导率增加显著增强放电强度，扩大发光区域，并促进沿气泡内表面的放电器传播。在电导率足够高时，第一脉冲即可产生强放电和快速气泡破裂。此外，电流幅值和每个脉冲耗散的能量均随电导率和脉冲数增加而增大。这些结果表明，气泡内放电的演化受脉冲历史、脉冲宽度和溶液电导率共同决定，前几脉冲的残余效应在从第一脉冲向后续脉冲的过渡中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.2603.22047,
title = {From the First to Subsequent Pulses: Evolution of Discharge inside a Preformed Bubble in Water},
author = {Yang Xia and Siyuan Liu and Zhanqiang Liu and Weishan Zhang and Zhihua Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22047},
year = {2026}
}