REMPIの超希薄非平衡気体流計測への応用

REMPI在超稀非平衡气体流量测量中的应用

基本信息

批准号：
13875037
负责人：
新美智秀
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度までにREMPIを用いた超希薄気体流計測システムを、現有のYAGレーザー励起の色素レーザーを中心とした光学系および2次電子増倍管とボックスカー積分器からなるイオン検出系により構成した。また、色素レーザーの2倍波出力にオートトラッキング装置を組み込むことで、広い波長範囲にわたって一定出力を維持することが可能となり、同時に広範囲のREMPIスペクトルの検出を可能とした。このシステムを真空中へ噴出する窒素の超音速自由分子流の流れ場に適用し、温度非平衡現象を調査した。その結果、並進と回転温度が異なるモード間非平衡現象や回転温度の凍結現象を明らかにするとともに、貯気室圧力が非常に低密度の場合には、回転エネルギー分布がボルツマン分布とならず、回転エネルギーの低い領域と高い領域でボルツマン分布から逸脱するモード内非平衡現象を明らかにした。現在、超音速自由分子流内で生起する非平衡現象をさらに詳細に解明すべく、計測点の移動装置の作成、差動排気の採用および検出システムの変更により広範囲な貯気室圧力の設定を可能にするなどのREMPI計測システムの改良を行った。これにより非平衡エネルギー分布の計測および平衡状態から非平衡状態への遷移を明らかにする実験が進行中である。超高真空を維持できる差動排気真空チャンバーを利用した面-分子干渉実験装置が稼動状態となり、実験装置の真空特性を明らかにした。この装置を用いて、気体分子が固体表面と干渉した際のエネルギーおよび運動量交換に関する精緻データの取得に関連した実験が進行中である。

直到今年为止，使用REMPI的超lean气流测量系统是由以当前YAG激光泵式染料激光器为中心的光学系统构建的，以及由二级电子乘数管和盒子积分器组成的离子检测系统。此外，通过将自动架构设备合并到染料激光器的双波输出中，可以在较大的波长范围内保持恒定输出，同时，可以检测到广泛的REMPI光谱。该系统被应用于氮驱射到真空中的超音速无分子流的流场，以研究温度非平衡现象。结果，我们阐明了旋转温度的非平衡现象和冻结现象，还揭示了Amode内部非平衡现象，其中旋转能量分布并不成为储存室压力时旋转能量的分布，而储存室的压力非常低，并且偏离了旋转和高能量的旋转能量。为了进一步阐明超音速无分子流中发生的非平衡现象，更详细地改善了REMPI测量系统，包括创建用于移动测量点的设备，采用差分排气并更改检测系统，从而允许进行广泛的存储室压力设置。这意味着正在进行非平衡能量分布和实验的测量，以阐明从平衡到非平衡状态的过渡。现已投入运行，使用可维持超高真空的差分排气真空室进行实验表面分子干扰，揭示了实验设备的真空特性。使用此设备，当然，当气体分子干扰固体表面时，实验目前正在进行中。