基于发射和吸收光谱技术测量OH浓度变化受OH生成条件的影响

作者:刘珂; 黄晓东; 庞山彪; 邱选兵; 李传亮; 邓伦华
来源:量子电子学报, 2023, 40(05): 635-643.
DOI:10.3969/j.issn.1007-5461.2023.05.002

摘要

羟基自由基(OH)在大气化学反应、燃烧和等离子体中都具有诊断作用。以水汽及其混合气体为母体,通过辉光放电产生含OH的等离子体,同时测量OH吸收和发射光谱强度随OH生成参数的变化。高能电子碰撞解离水汽分子是产生OH的主要途径,在母体分子气压较低时,OH的发射光谱和吸收光谱强度都随水汽浓度增加而增加,且两种光谱技术测得OH浓度变化趋势一致。然而,当母体气压超过一定阈值时,气压持续增加会降低电子能量,减弱水汽分子的解离,从而导致OH吸收光谱强度随母体气压增加而减小。以纯水汽为母体分子时,压力增加产生的碰撞致使OH的A态布居增加,观测到OH发射光谱随水汽压力增加而缓慢增加。但含氮气母体分子中氮氧化物分子会与OH碰撞并发生反应,导致OH发射光谱强度随母体气压增加而减小。

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