Emission spectroscopy of highly ionized high-temperature plasma jets

等离子体 发射光谱 谱线 电离 光谱学 摄谱仪 光谱分辨率 旋转温度 等离子体诊断 温度电子 原子物理学 化学 离子 物理 有机化学 量子力学 天文
作者
A. A. Belevtsev,V. F. Chinnov,É. Kh. Isakaev
出处
期刊:Plasma Sources Science and Technology [IOP Publishing]
卷期号:15 (3): 450-457 被引量:9
标识
DOI:10.1088/0963-0252/15/3/021
摘要

This paper deals with advanced studies on the optical emission spectroscopy of atmospheric pressure highly ionized high-temperature argon and nitrogen plasma jets generated by a powerful arc plasmatron. The emission spectra are taken in the 200–1000 nm range with a spectral resolution of ∼0.01–0.02 nm. The exposure times are 6 × 10−6–2 × 10−2 s, the spatial resolution is 0.02–0.03 mm. The recorded jet spectra are abundant in spectral lines originating from different ionization stages. In nitrogen plasmas, tens of vibronic bands are also observed. To interpret and process these spectra such that plasma characteristics can be derived, a purpose-developed automated processing system is applied. The use of a CCD camera at the spectrograph output allows a simultaneous recording of the spectral and chord intensity distributions of spectral lines, which can yet belong to the overlapped spectra of the first and second orders of interference. The modern optical diagnostic means and methods used permit the determination of spatial distributions of electron number densities and temperatures and evaluation of rotational temperatures. The radial profiles of the irradiating plasma components can also be obtained. Special attention is given to the method of deriving rotational temperatures using vibronic bands with an incompletely identified rotational structure.

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