Measurement of DC Electric Field in Discharge Gap by Laser Spectroscopy

激光光谱法测量放电间隙直流电场

基本信息

  • 批准号:
    11650292
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Laser-triggered lightning is a useful technique for protection against lightning strokes. However, the self-propagation of an upward leader along a laser-produced plasma channel is obstructed by the corona sheath at the top of the lightning tower under the DC electric field of thunderclouds. Therefore, it is important to measure the electric field in the space of corona discharge directly for determining the sheath region. The final goal of this research is to measure the electric field in the space above the lightning tower using a long plasma channel produced by a CO_2 laser and a coaxially introduced probe laser as a remote sensing technique. In the fiscal year 1999, we recognized Stark splitting in the spectrum of helium glow discharge by laser optogalvanic spectroscopy that showed a maximum field strength of about 3kV/cm and a sheath thickness of 2mm around the cathode. In the f.y. 2000, we adopted laser-induced fluorescence method (LIF) to observe the Stark spectrum in the same discharge system. The field strengths of 1.7-2.2kV/cm were obtained at the positions of 0.55-0.85mm above the cathode. In addition, we applied a DC field sensor with a Pockels element to measure the electric field in the space of corona discharges as a comparison. In a short gap of 10cm the sensor is required to be less than 2mm in diameter in order not to disturb the field. A rapid frequency scan laser does not observe stark profiles in a laser-produced plasma yet because of its malfunction. We will continue this study.
激光触发的闪电是一种防止雷击的有用技术。然而,雷雨云直流电场下闪电塔顶部的电晕护层阻碍了向上引线沿激光产生的等离子体通道的自传播。因此,直接测量电晕放电空间中的电场对于确定鞘层区域具有重要意义。本研究的最终目标是利用CO_2激光器和同轴探头激光器产生的长等离子体通道作为遥感技术测量闪电塔上方空间的电场。在1999财年,我们通过激光光电光谱在氦辉光放电光谱中发现了Stark分裂,显示出最大场强约为3kV/cm,阴极周围的护套厚度为2mm。2000年初,我们采用激光诱导荧光法(LIF)在同一放电系统下观察了斯塔克光谱。在阴极上方0.55 ~ 0.85mm处获得了1.7 ~ 2.2 kv /cm的场强。此外,我们还采用了带Pockels元件的直流磁场传感器来测量电晕放电空间中的电场作为对比。在10cm的短间隙中,为了不干扰磁场,传感器的直径必须小于2mm。快速频率扫描激光器由于故障,还不能在激光产生的等离子体中观察到明显的轮廓。我们将继续这项研究。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chikahisa Honda et al.: "Measurement of DC Electric Field in Discharge Gap Space"Proceedings of the XIII International Conference on Gas Discharges and their Applications. Vol.2. 884-887 (2000)
Chikahisa Honda等人:“放电间隙空间中直流电场的测量”第十三届气体放电及其应用国际会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Chikahisa Honda: "Measurement of DC Electric Field in Discharge Gap Space"Proceedings of the XIII International Conference on Gas Discharges and their Applications. Vol.2. 884-887 (2000)
Chikahisa Honda:“放电间隙空间中直流电场的测量”第十三届气体放电及其应用国际会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yuichi Komatsu et al.: ""Measurement of DC Electric Field in Discharge Plasma by Laser Spectroscopy" [in Japanese]"Memoirs of the Faculty of Engineering, Miyazaki University. No.29. 187-193 (2000)
Yuichi Komatsu 等人:“通过激光光谱法测量放电等离子体中的直流电场”[日语]”宫崎大学工学院回忆录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
C Honda: "Measurement of DC Electric Field in Discharge Gap Space"Proceedings of the XIII International Conference on Gap Dischages and their Applications. Vol.2. 884-887 (2000)
C Honda:“放电间隙空间中直流电场的测量”第十三届间隙放电及其应用国际会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小松優一: "レーザー分光法を用いたプラズマ中の直流電界計測"宮崎大学工学部紀要. 29号. 187-193 (2000)
小松雄一:“使用激光光谱法测量等离子体中的直流电场”宫崎大学工学部通报 29, 187-193 (2000)。
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