高功率微波窗内外表面闪络击穿流体模拟研究

• 作者: 周前红 周海京 杨温渊 董志伟 董烨
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 高功率微波输出窗 沿面闪络击穿 电磁场时域有限差分 等离子体流体模型
• 年，卷（期）: 2014,（18）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 185206-1-185206-13
• 页数: 1页
• 分类号: 52.80.Pi|52.40.Db|51.50.+v|52.35.Hr
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.63.185206

摘要

建立理论模型，将电磁场时域有限差分方法与等离子体流体模型结合，编制一维电磁场与等离子流体耦合程序，数值研究了3 GHz高功率微波窗内外表面闪络击穿的不同物理过程。研究结果表明：外表面闪络击穿中，输出微波脉宽缩短(未完全截止)，窗体前均方根场强呈驻波分布，波节与波腹位置不变，窗体外表面形成有一层高密(约1021·m-3量级)极薄(约mm量级)等离子体(扩散缓慢)，入射波可部分透过该薄层等离子体，脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应；降低初始等离子体密度、厚度、入射波场强及缩短入射波脉宽等方式，可不同程度地改善输出脉宽缩短效应。内表面闪络击穿中，窗体前均方根场强亦出现驻波分布(但波节与波腹位置随时间变化)，等离子体向波源方向运动；强释气下，输出脉宽缩短(未完全截止)，形成多丝状高密(约1021·m-3量级)极薄(约mm量级)等离子体区域(扩散缓慢)，间距1/4微波波长，脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应；弱释气、低场强下，脉宽缩短有所改善(但最终截止)，形成多带状致密(约1018·m-3量级)略厚(mm-cm量级)等离子体区域(扩散较快)，间距1/4波长，脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应；弱释气、高场强下，脉宽缩短严重(很快截止)，形成块状高密(约1021·m-3量级)较厚(约cm量级)等离子体区域(扩散迅速)，脉宽缩短主要源于等离子体反射效应。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周海京		120	495	10.0	14.0
2	董烨		49	210	9.0	10.0
3	董志伟		111	478	10.0	12.0
4	杨温渊		41	204	9.0	11.0
5	周前红		25	83	5.0	7.0