国家重大科研仪器——“临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置”可支撑等离子体物理、电、磁、力、热等多学科前沿交叉研究，为研究人员开展原始创新研究提供科学服务。该大科学装置的独特优势，不仅在于“装置”，更在于“人才”。作为科技创新基础平台，大科学装置在设施的建设、使用过程中，培养了一大批国家级人才和优秀青年科技人才，具有强大的人才集聚和培养能力。
作者简介
牛越，中共党员，西安电子科技大学空间科学与技术学院2021级博士，积极参与多个科研项目与志愿服务，参与了国家重大科研仪器研制项目，主要负责等离子体发生器的多物理场耦合数值模拟与诊断。在导师包为民院士、刘东林副教授的指导下，以第一作者发表SCI学术论文2篇，EI论文2篇，授权专利1篇;获国家级/省级竞赛奖励3次;曾获“中电-西电协同创新奖学金”、“西电优秀硕士毕业生”、“优秀研究生”等荣誉称号。
高频感应耦合等离子体发生器的发射光谱诊断及放电特性分布实验
近日，空间科学与技术学院测控通信团队在该大科学装置上开展了高频感应耦合等离子体发生器的发射光谱诊断及放电特性分布实验。研究了氩气放电等离子体中面板功率对电子温度和电子密度的影响，进一步分析了等离子体在发生器线圈段不同区域的径向空间分布转换特征。研究成果以《Emission Spectroscopy Diagnosis and Discharge Characteristics Distribution Analysis of High-Frequency, High-Enthalpy Inductive Coupling Plasma Generator》为题发表在VACUUM(中科院二区，IF=4.0)上，，博士研究生牛越为第一作者，刘东林副教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(No. 12105211)、和(No. 61627901)的资助。
研究背景
临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置为开展地面模拟等离子体鞘套而设计，该装置由感应耦合的方式产生持续时间长、尺寸大、温度高等特点的等离子体。电子密度和电子温度等是分析等离子体的电磁散射特性和电磁波传播的关键参数，进行其空间分布诊断至关重要。因此，本研究旨在探究大型高频感应耦合等离子体发生器内电子温度与电子密度的空间分布特性，为研究等离子体鞘内电磁波的传播特性提供参考依据，具有重要的工程实用意义。
论文研究点
该研究结合光谱诊断系统与同步触发导轨系统，采用发射光谱学方法诊断大尺寸感应耦合等离子体发生器内部等离子体参数：设计了笼式结构固定光阑和光纤，消除光谱诊断实验中杂散光干扰而获得流场较小的立体角范围内的辐射信息，开展实验测试确定光学系统诊断等离子体空间分辨率1cm时光阑尺寸为1mm，光阑与光纤之间的距离为22mm。并在诊断过程实时同步导轨运动与光谱采集数据，同步触发导轨与光谱采集系统，较精确获得等离子体的发射光谱随侧向位置的变化。
研究了氩气放电等离子体中面板功率对电子温度和电子密度的影响，进一步分析了等离子体在发生器线圈段不同区域的径向空间分布转换特征：通过Abel逆变换获得发射系数分布，计算出不同功率下电子温度和电子密度参数径向分布。研究发现，在放电线圈的上游，中心的电子温度高于边缘的电子温度，呈现出拱形轮廓。然而，在放电线圈的下游，中心的电子温度低于边缘的电子温度，表现出鞍形轮廓。电子密度随着功率的增加而增加，在58kW≤P≤85kW的条件下，电子密度峰值位于发生器的中心，而在27kW时，电子密度峰值向径向边缘移动。
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