1 第六章、辉光放电(Glow discharge) 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。比如,一般的气体激光器(He-Ne激光器、CO2 激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图 6.1(a)。调节电源电压 E 或限流电阻 R,就会得到如图 6.1(b)的V-A 特性曲线。管电压 U 调节到等于着火电压 Ub 时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流 I 会继续增大,管压降 U 下降,进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。限流电阻 R 应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻 R 很小,放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点:比较高的放电管电压 U(几百~几千V),小的电流 I(mA 量级); 弧光放电的特点:很低的放电电压 U(几十V),大电流放电I(A 量级甚至更大)。 辉光放电的典型条件: ① 放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne 激光器的放电管内电场近似均匀。 ② 放电管内气体压强不是很高,要求满 足 (Pd)Ubmin< Pd< 200Kpa cm(巴 邢 曲线的右 支 ),d---放电管内电极间距 ,(Pd)Ubmin--巴 邢 曲线最低点Ubmin 对应的Pd 值 。一般P=4Pa~14Kpa 时,可 出现 正 常辉光放电,而 Pd> 200Kpa cm 时,非自持放电通 常会过渡到火花 放电或丝 状 放电; ③ 放电回 路 中的电源电压和 限流电阻准 许 放电管的放电电流工 作 在 mA 量级,且 电源电压应高于着火电压 Ub,否 则 不能 起 辉。 U G 弧 Ub B C 辉光放电 光 R E D 区 放 E F 电 I (a) 最简单的放电结构 (b)V-A 特性曲线 图 6.1 辉光放电的结构及 V-A 特性曲线 2 §6.2 辉光放电的组成区域和基本特征 一、辉光放电的外貌、参数分布及定性分析 对于一对平行平板放电电极,典型的辉光放电外貌如图 6.2(a)。从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。下面对各放电区一一进行介绍。 1、 阿斯顿暗区(Aston Dark Space): 它是仅靠阴极的一层很薄的暗区,是有 Aston 首先在 H2、He、Ne 放电中观察到的放电暗区,所以称为阿斯顿暗区。阿斯顿暗区的厚度与气体压强 P 成反比(正常辉光放...