蓝芯螺旋波放电的转变

本研究探讨蓝芯螺旋波放电的过渡特性，据我们所知，此前尚未受到特别关注。参数在新建的高级线性等离子体装置——多等离子体仿真线性装置（MPS-LD）上，通过多种诊断手段（包括兰姆探针、光发射光谱仪和标准高速相机）进行测量。研究发现，电子密度跳变方向（从低到高）与电子温度跳变方向（从高到低）相反。当发生蓝芯转变时，电子密度显著增加，径向分布在轴线附近变得局域化。随着电场强度增大，电子密度增加而电子温度降低。电子温度的径向分布呈现"W"形，即在蓝芯柱边缘处最小化。电子密度随背景气压增加而增大，而电子温度在某一气压值附近达到峰值。高速视频显示，等离子体柱在径向振荡，一旦进入蓝芯模式便以高速经历方位角不稳定性。还采用基于麦克斯韦方程组和冷等离子体介电张量的电磁求解器（EMS）来计算蓝芯转变过程中的波场和功率吸收，以提供实验尚未获得的、对理解过渡物理有价值的更多细节。结果表明，波场在径向和轴向两个方向上在转变过程中发生显著变化，其结构从天线上游到下游各不相同，波磁场的功率依赖性与波电场的功率依赖性整体相反。本工作呈现了蓝芯放电转变的全面特性，对物理理解和实际应用均具有重要意义。