[文獻速遞 Vol.48]-靜態無碰撞等離子體中光傳播的路徑積分公式及其在動態等離子體中的應用

2021-02-07 OSA西光所分會

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本期我們精選了一篇有關等離子體解析表達式的文章做簡單介紹，另外兩篇是來自IOP Science的關於介質阻擋放電的文章，具體的文獻可以通過連結訪問相應的官網下載。

靜態無碰撞等離子體中光傳播的路徑積分公式及其在動態等離子體中的應用

Path integral formulation of light propagation in a static collisionless plasma, and its application to dynamic plasma

摘要：在許多關於雷射撞擊等離子表面的研究中，假設傳播到等離子表面的雷射脈衝僅在等離子密度超過臨界點的轉折點處發生反射。通過求解Riccati型積分方程，可以得到來自任意非均勻介質的光R的一般反射幅度，該方程可以在低反射條件下，即| R | 2≪ 1解析地求解。通過積分菲涅耳方程式給出的所有可能的反射路徑，對來自等離子表面的光R的反射幅度進行直觀的解析解。在低反射條件下，可以使用僅具有一個反射事件的反射路徑。通過考慮高階反射路徑，我們的解析表達式可以描述高反射條件下的反射。我們顯示一維單元內粒子模擬的結果以支持我們的討論。由於我們的靜態等離子體模型得到了仿真結果的充分證實，因此它可以用作分析動態變化等離子體反射光的有用工具。

文章連結：

https://doi.org/10.1364/OE.386404

填充床介質阻擋放電反應器中的等離子體增強了表面反應

The plasma enhanced surface reactions in a packed bed dielectric barrier discharge reactor

摘要：二氧化碳的轉化和利用是全球最大的挑戰之一。等離子體輔助催化為該問題提供了新的解決方案。然而，等離子工藝的能量效率和轉化率對於工業應用而言仍然不足。主要原因是氣態等離子體與催化材料之間的相互作用非常複雜，尤其是在填充床介質阻擋放電中。我們的研究通過開發新穎的數值方法來研究ns脈衝驅動等離子體如何觸發Ni /γ-Al2O3催化劑表面上的異相反應，從而填補了這一關鍵空白。反應器內部的等離子體以表面電離波（SIW）+絲狀微放電的形式出現。SIW區中的高電子功率和催化劑表面上鞘區中的高離子功率密度提供了足夠的能量來引發異質反應。異質反應不僅會在Ni /γ-Al2O3表面附近產生局部的高CO密度區域，而且會增加CO的空間平均密度。延長催化材料的活化時間可以顯著提高CO2的轉化效率。

圖1.不同電離速率下顯示填充DBD反應器中放電的發展

文章連結：

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6463/ab651e

珠子形狀如何影響填充層介質阻擋放電中的等離子流特徵：動力學模型研究

How bead shapes affect the plasma streamer characteristics in packed-bed dielectric barrier discharges: a kinetic modeling study

摘要：不同形狀的介電填料珠可能會影響拖纜的傳播方向，等離子拖纜的行為以及拖纜類型，例如表面放電，表面到表面放電和體積放電。在本文中，使用二維單元格/蒙特卡洛碰撞模型研究填充床介質阻擋放電中珠子形狀對流光特性的影響。我們計算了兩種情況下種子電子構型的電子密度，離子密度，激發速率，電離速率和不同磁珠形狀的電場。結果表明，種子電子的構型和珠子的形狀都可能影響等離子體性能。對於種子電子位於珠子正上方的情況，當種子電子與上板之間的距離為時，方型珠子不能產生流光，而圓形和三角形珠子會產生弱表面電離波（SIW）。接近0.02毫米晶種電子與上板之間的距離為0.06 mm，雖然可以生成所有三種珠狀的流光，但SIW仍然很弱。這是因為不同形狀的磁珠會沿著電介質磁珠表面感應不同的電場和表面電荷，從而決定了SIW的產生。在將種子電子置於兩個小珠之間的情況下，流光可以在所有三個小珠形狀配置中傳播，並且SIW得以增強。

文章連結：

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-6272/ab65b3

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