不同电参数下窄波段可见光对延时的影响

如上所述，可见波段的激光能够有效地缩短放电延时。下面进一步对窄波段可见光对击穿延时的影响进行介绍。在本小节中，采用氙灯和带通滤光片得到中心波长分别为400nm、430nm、450nm、470nm、500nm、530nm、570nm、610nm和630nm窄波段可见光，分光得到的光能量密度较激光小。同时，为了更深入地了解可见波段光对放电延时的影响，还给出了不同电压参数及气体参数条件下的击穿延时。这里采用的是内径和外径分别为1.5mm和3mm的石英管，根据前面的结果，光都加到Xa位置。

图2.5.5为不同波长的窄波段可见光照射到Xa位置时，不同频率和脉宽情况下放电延时与中心波长的关系曲线。图2.5.5（a）对应的电压幅值、频率及脉宽分别为8kV、2kHz、2μs。从图2.5.5（a）中可以看出，中心波长400～530nm范围内的可见光对放电延时的减小作用最明显，当波长大于530nm后光的作用就不明显了。图2.5.5（b）中电源的频率升高为8kHz，相对于2kHz条件下，放电延时减小80%左右，同时，此时400～530nm可见波段光对放电延时的缩小作用表现得也更明显。图2.5.5（c）中，电源脉宽提高到10μs，与脉宽为2μs的情况相比，光照射对放电延时的缩小作用也更显著。

图2.5.5　不同中心波长的窄波段可见光照射介质管时击穿延时的变化情况[19](www.xing528.com)

（a）8kV，2kHz，2μs；（b）8kV，8kHz，2μs；（c）8kV，2kHz，10μs。工作气体为99.999%的氦气，气体压强为104Pa

应该强调的是这里采用的是脉冲电压，对每一个电压脉冲而言，高压持续时间tv-on是非常短的，如当频率为2kHz时，脉宽为2μs，而一个脉冲的周期为500μs。因此，实际上外加电压导致的强电场持续时间仅占整个周期的0.4%。随着脉冲频率或者脉宽的增加，相同时间内，施加在电极上的高电压的持续时间增大。例如，当频率从2kHz增加到8kHz，tv-on增加了4倍。类似地，当脉宽从2μs增加到10μs，相同延时内tv-on增加了5倍。

因此，根据图2.5.5（a）、（b）和（c），无外加光照射时，放电延时分别为20.05s、3.05s和6.42s。根据前面讨论的tv-on的概念，可以计算出对应图2.5.5无光照射时三种情况下对应的tv-on分别为80.2 ms、48.8 ms和128.4 ms，当频率为8kHz情况下，其对应的实际电压持续时间最短。当采用中心波长为400nm的光照射时，对应的放电延时减小为0.89267s、0.11249s和0.0947s，计算可得图2.5.5对应的三种情况下的tv-on分别为3.57ms、1.8ms和1.89ms。换言之，高频率或者较长的脉宽可以有效地缩短放电延时，并且在高频和宽脉宽条件下，窄波段可见光的作用效果也更明显。