一种等离子体生成装置及方法

本申请涉及等离子体领域，特别是涉及一种等离子体生成装置及方法。

背景技术：

1、等离子体放电管凭借其独特性能，在照明、病毒消杀、材料表面处理、光子晶体制备等多个领域均展现出广泛的应用前景。然而，在传统驱动方式的作用下，等离子体放电管通常呈现稳态的弧光放电模式。这种放电模式的电流下限相对较高，导致其难以契合应用端对于低电子电流以及宽范围可调控性能的要求，尤其难以有效调控电磁波的传播特性，以及难以用于处理低温度耐受和电压敏感性材料。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种等离子体生成装置及方法，可拓宽等离子体生成设备的稳态工作范围，有效调控电磁波的传播特性，以及有效拓宽在材料处理、物质改性等用途上的应用范围。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种等离子体生成装置，包括：

4、电离电源，用于提供电离所需电压；

5、电离装置，设置于等离子体生成设备内且与所述电离电源连接，用于基于所述电离电源提供的电压对所述等离子体生成设备内的气体进行预电离，生成自由电子；

6、所述等离子体生成设备，用于生成第一等离子体，并基于所述第一等离子体和所述自由电子，生成等离子体。

7、可选地，所述电离电源的电压信号形式为交流、直流、脉冲以及可编程波形中的任一种。

8、可选地，所述电离装置包括：

9、第一预电离电极，与所述电离电源的正极连接；

10、第二预电离电极，与所述电离电源的负极连接。

11、可选地，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极同轴放置。

12、可选地，所述等离子体生成设备包括：

13、主电路电源，用于提供电能；

14、放电管，用于放置所述第一预电离电极与所述第二预电离电极；

15、电子镇流器，与所述放电管及所述主电路电源连接，用于基于所述主电路电源提供的电能，在所述放电管内生成高压脉冲，以击穿所述放电管内的气体，生成等离子体。

16、可选地，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极同轴放置的轴线为放电管的轴线。

17、可选地，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极设置在所述放电管的中心位置。

18、可选地，所述主电路电源的电压信号形式为交流。

19、第二方面，本申请提供了一种等离子体生成方法，包括：

20、通过电离电源为电离装置提供电压；

21、基于所述电离电源提供的电压，通过所述电离装置对所述等离子体生成设备内的气体进行预电离，生成自由电子；

22、通过所述等离子体生成设备生成第一等离子体，并基于所述第一等离子体和所述自由电子，生成等离子体。

23、可选地，所述等离子体生成设备包括：主电路电源、放电管和电子镇流器；

24、通过所述等离子体生成设备生成第一等离子体，具体包括：

25、通过主电路电源为电子镇流器提供电能；

26、基于所述主电路电源提供的电能，通过所述电子镇流器在所述放电管内生成高压交流激励，以击穿所述放电管内的气体，生成第一等离子体。

27、根据本申请提供的具体实施例，本申请具有了以下技术效果：

28、本申请提供了一种等离子体生成装置及方法，通过电离电源为电离装置供电，使等离子体生成设备内的气体提前进行了预电离，生成了大量的自由电子，使得等离子体生成设备在输出低电压时，即可生成等离子体，拓宽了等离子体生成设备的稳态工作范围，使生成的等离子体的电流下边界得以拓宽，使宽范围的等离子体能够有效调控电磁波的传播特性，以及有效拓宽在材料处理、物质改性等用途上的应用范围。

1.一种等离子体生成装置，其特征在于，所述等离子体生成装置包括：

2.根据权利要求1所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述电离电源的电压信号形式为交流、直流、脉冲以及可编程波形中的任一种。

3.根据权利要求1所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述电离装置包括：

4.根据权利要求3所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极同轴放置。

5.根据权利要求3所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述等离子体生成设备包括：

6.根据权利要求5所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极同轴放置的轴线为放电管的轴线。

7.根据权利要求5所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述第一预电离电极与所述第二预电离电极设置在所述放电管的中心位置。

8.根据权利要求5所述的等离子体生成装置，其特征在于，所述主电路电源的电压信号形式为交流。

9.一种等离子体生成方法，其特征在于，所述等离子体生成方法应用于权利要求1-8中任意一项所述等离子体生成装置，所述等离子体生成方法包括：

10.根据权利要求9所述的等离子体生成方法，其特征在于，所述等离子体生成设备包括：主电路电源、放电管和电子镇流器；