微空心陰極制作及放電理論模擬.pdf

1、微空心陰極放電（MHCD）是在普通空心陰極放電的基礎(chǔ)上提出的一種高氣壓下亞毫米級微放電技術(shù)。MHCD的兩個最重要的特征是：高能電子多，放電電壓高。高能電子多，在放電空間中電離作用顯著，電子和離子密度非常高。由于這些特征，MHCD可以廣泛的應(yīng)用于需要高密度的電子或離子的領(lǐng)域：如真空鍍膜，表面處理，氣體激光器，外部電離源等。另一方面，由于放電氣壓高，三體碰撞形成準(zhǔn)分子的幾率大大提高，MHCD產(chǎn)生的紫外及真空紫外輻射的強(qiáng)度也很高。這些特征可以

2、為平板紫外光源和等離體顯示開辟新的途徑。 本文側(cè)重于MHCD的理論研究，建立了流體模型，并利用它對氦氣在平板陽極、孔狀陽極兩種結(jié)構(gòu)的微空心陰極放電進(jìn)行了數(shù)值模擬，計算了穩(wěn)定放電時電子和離子的濃度分布、電子能量分布、電勢分布和電場分布等參數(shù)。結(jié)果表明MHCD運(yùn)行在輝光放電中，電子和離子的濃度在1019 m-3左右，電子平均能量在幾十eV，與相同條件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。并且模擬了不同氣壓，不同結(jié)構(gòu)，不同陰極孔徑下MHCD的特征，通過分析

3、得到增大氣壓和陰極孔徑限制了放電空間，也證明了要使氣體擊穿，pd值應(yīng)在一個范圍內(nèi)。 在實(shí)驗(yàn)方面，目的尋找持久放電的微空心陰極結(jié)構(gòu)，制作了鉬—Kapton聚酰亞胺薄膜—鉬和銅—Kapton聚酰亞胺薄膜—銅兩種放電結(jié)構(gòu)，在制作銅—Kapton聚酰亞胺薄膜—銅時，采用了激光打孔的方法，通過對Nd:YAG激光電源不同參數(shù)下打孔質(zhì)量的考察，發(fā)現(xiàn)選擇430A、8ms的參數(shù)時，能夠得到質(zhì)量比較高的空心陰極結(jié)構(gòu)。并用這兩種結(jié)構(gòu)在不同的氣壓、氣體