J 2019

Electric field determination from intensity ratio of N2+and N-2 bands: nonequilibrium transient discharges in pure nitrogen

BÍLEK, Petr; Milan ŠIMEK a Zdeněk BONAVENTURA

Základní údaje

Originální název

Electric field determination from intensity ratio of N2+and N-2 bands: nonequilibrium transient discharges in pure nitrogen

Název česky

Stanovení elektrického pole pomocí podílu intenzit pásů N2+ a N-2: nerovnovážné přechodné výboje v čistém dusíku

Autoři

Vydání

Plasma Sources Science and Technology, IOP Pub. 2019, 0963-0252

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10301 Atomic, molecular and chemical physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.193

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/19:00107846

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

EID Scopus

Klíčová slova česky

elektrické pole, citlivostní analýza, kvantifikace nejistot, optická emisní spektroskopie, účinné průřezy, dusíkové spektrální pásy, kinetika dusíku

Klíčová slova anglicky

electric field; sensitivity analysis; uncertainty quantification; optical emission spectroscopy; cross sections; nitrogen spectral bands; nitrogen kinetics

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 29. 2. 2024 14:06, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

We developed an extension of the spectrometric method to estimate a reduced electric field (E/N), which is applicable in nitrogen-containing plasmas. The method is based on the intensity ratio of the emission bands of the first negative system (FNS) of ${{\rm{N}}}_{2}^{+}$ and the second positive system (SPS) of N2. It uses the emission occurring in the wavelength interval 375–410 nm, which includes six SPS and two FNS bands. The choice of the spectral window is guided by much simpler acquisition and processing of experimental data than the SPS(0, 0) and FNS(0, 0) pair that is typically used. Following this idea, we construct a kinetic model for pure molecular nitrogen, which determines the population of the upper states responsible for the FNS and SPS emission. Moreover, we perform sensitivity analysis of the kinetic model, which allows us to reveal the most significant processes for the investigated intensity ratios. For these processes, we provide an in-depth review of the kinetic data that are available in the literature. We use the fact that the spectral window investigated contains bands to obtain three independent intensity ratios with sufficient signal-to-noise ratio ((FNS(0, 0)/SPS(0, 2), FNS(0, 0)/SPS(1, 4), FNS(0, 0)/SPS(2, 5)), which are usable for more accurate electric field determination. We also provide analytical formulas representing intensity ratio dependencies on E/N. Furthermore, we focus on different spectrometric representations of FNS and SPS bands, which also affect the precision of E/N determination. We examine the FNS/SPS band profiles in terms of different rotational temperatures and instrumental functions. Finally, we propose a simple procedure that enables the use of bandhead intensities in the intensity ratio dependencies, thus avoiding the need to evaluate integral band intensities from the recorded spectra.

Návaznosti

GA18-04676S, projekt VaV
Název: Základní mechanismy nanosekundového výboje v kapalné vodě
Investor: Grantová agentura ČR, Základní mechanismy nanosekundového výboje v kapalné vodě
90042, velká výzkumná infrastruktura
Název: CESNET II
90085, velká výzkumná infrastruktura
Název: CERIT-SC
90097, velká výzkumná infrastruktura
Název: CEPLANT