DBD等离子体光子晶体演化过程成像

介质阻挡放电（DBD）等离子体是一种气体放电过程中产生的高气压低温非平衡等离子体，得益于其产生过程无需真空设备，易于获得而广泛应用于诸多领域。DBD等离子体光子晶体是等离子体与其它介质或真空在空间的周期性排布形成的。其作为一种新型的光子晶体，在控制电磁波的传播，等离子体微波和等离子体天线等领域具有重要作用。由气体放电形成的等离子体光子晶体往往具有复式结构，通常是由多套子结构嵌套而成，具备复杂的时空动力学行为。采用IsCMOS时间分辨像增强相机拍照的方法可以直观的观察DBD等离子体光子晶体的时间演化图像，深入认识不同放电时刻放电等离子体光子晶体构型，进而研究等离子体光子晶体的放电特性。

由气体放电形成的等离子体光子晶体，在不同放电时刻下产生的子结构时间差异在毫秒级别。采用中智科仪逐光IsCMOS像增强相机研究等离子体光子晶体在不同放电时刻的构型，通过控制放电时刻与相机曝光时间之间的延时，借助相机超窄光学门宽的快门控制，从而可以拍摄等离子体光子晶体构型，形成过程以及时间演化图像。通过对比不同脉冲下等离子体光子晶体测量结果可以分辨出不同脉冲下子结构的放电规律。

测试流程如下：

1、安装好DBD装置，设置气体条件，调节电压和放电参数，产生等离子体光子晶体；

2、利用示波器记录放电脉冲放电时刻与时长，打开相机，调试曝光时间和增益，获得信噪比较高的等离子体光子晶体图像；

3、在控制相机的电脑软件中记入不同放电延迟时刻delay与时长width，获得特定脉冲以及不同放电时刻的等离子体光子晶体的形貌照片。

测试设备：中智科仪逐光IsCMOS像增强相机， TRC411-S-HQB-F

拍摄结果：

图1 不同脉冲时刻等离子体光子晶体的分辨测量。

（a）第一脉冲叠加20次的结果；（b）第二脉冲叠加20次的结果。

图2 正负电压周期等离子体光子晶体的分辨测量。

（a）电压正周期叠加20次的结果；（b）电压负周期叠加20次的结果。

上述结果表明，逐光 IsCMOS像增强相机拍摄的气体放电等离子体光子晶体构型清晰，分辨率高，可高清分辨不同脉冲时刻和不同电压周期下气体放电产生的等离子体光子晶体构型。

中智科仪自主研发的逐光 IsCMOS像增强相机可清晰拍摄DBD等离子体光子晶体的时间演化图像，有效帮助科研工作者直观认识不同放电时刻放电等离子体光子晶体构型及放电特性。同时，IsCMOS相机在功能设计上具备外触发抖动小，增益高；超窄门宽快门控制，高拍摄帧频，可在一次曝光时间内通过burst 模式实现多次累积采样等优势，契合等离子体光子晶体的拍摄及实验需求，是DBD等离子体光子晶体形成过程成像诊断的优选方案。