Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66853510.31857/S0367292123600097VEUIIVLOW TEMPERATURE PLASMAНИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМАUnknownDigital Method of Time Correlated Single Photon Counting for Barrier Discharge DiagnosisЦифровой метод коррелированного по времени счета одиночных фотонов для диагностики барьерного разрядаSelivoninI. V.СеливонинИ. В.inock691@ya.ruKuvardinS.КувардинС.inock691@ya.ruMoralevI. A.МоралевИ. А.inock691@ya.ruJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesОбъединенный институт высоких температур РАНMoscow Institute of Physics and TechnologyМосковский физико-технический институт0105202349546247026022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668535

In this work the Time Correlated Single Photon Counting method with digital post-processing was implemented to study the development of a surface barrier discharge powered by a sinusoidal alternating voltage. The resolution obtained with digital TCSPC was shown to be no worse than 300 ps with photodetectors function rise time 15 ns and oscilloscope sample rate 10 GHz. Selection of the pulses after at the postprocessing stage allowed to study the multipulse mode of the DBD, obtain the space–time diagrams of the discharge light emission and estimate the velocity of negative and positive microdischarges propagation.

Для изучения развития поверхностного барьерного разряда, питаемого синусоидальным переменным напряжением, был реализован метод подсчета одиночных фотонов с временной корреляцией (TCSPC) с цифровой постобработкой. Показано, что разрешение, полученное при цифровой реализации метода TCSPC, не хуже 300 пс при времени нарастания функции фотоприемников 15 нс и частоте дискретизации осциллографа 10 ГГц. Отбор импульсов после на этапе постобработки позволил изучить многоимпульсный режим ДБР, получить пространственно-временные диаграммы светового излучения разряда и оценить скорость распространения отрицательных и положительных микроразрядов.

non-thermal plasmabarrier dischargemicrodischargetime-correlated spectroscopyTCSPCнизкотемпературная плазмабарьерный разрядмикроразрядкоррелированная по времени спектроскопияTCSPCKogelschatz U., Eliasson B., Egli W. // J. Phys. IV Fr. 1997. V. 7. P. 4. https://doi.org/10.1051/jp4:1997405Brandenburg R. // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 053001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aa6426Fridman G., Brooks A.D., Balasubramanian M., Fridman A., Gutsol A., Vasilets V.N., Ayan H, Friedman G. // Plasma Process. Polym. 2007. V. 4. 370. https://doi.org/10.1002/ppap.200600217Yagi S., Tanaka M. // J. Phys. D. Appl. Phys. 1979. V. 12. P. 1509. https://doi.org/10.1088/0022-3727/12/9/013Eliasson B., Hirth M., Kogelschatz U. // J. Phys. D. Appl. Phys. 1987. V. 20. P. 1421.Roth J.R., Rahel J., Dai X., Sherman D.M. // J. Phys. D. Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 555. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/4/007Corke T.C., Jumper E.J., Post M.L., Orlov D., McLaughlin T.E. // Proc. 40th AIAA Aerosp. Sci. Meet. Reno, NV, U.S.A. 2002. P. 0350. https://doi.org/10.2514/6.2002-350.Kriegseis J., Simon B., Grundmann S. // Appl. Mech. Rev. 2016. V. 68. P. 020802. https://doi.org/10.1115/1.4033570Moreau E. // J. Phys. D. Appl. Phys. 2007. V. 40. P. 605. https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/3/S01Ouyang L., Cao Z., Wang H., Hu R., Zhu M. // J. Alloys Compd. 2017. V. 691. P. 422. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.08.179Hoder T., Sernák M., Höft H., Gerling T., Branden-burg R. // Proc. Sci. 2015. V. April 2015. P. 1–10. https://doi.org/10.22323/1.240.0008Becker W. Advanced time-correlated single photon counting techniques. Springer Series in Chemical Physics (V. 81), 2005.Kozlov K.V., Wagner H.E., Brandenburg R., Michel P. // J. Phys. D. Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 3164. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/21/309Selivonin I., Moralev I. // Plasma Sources Sci. Technol. 2021. V. 30. P. 035005. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abe0a1Selivonin I., Moralev I. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 085003. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abe0a1Selivonin I., Moralev I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. P. 012014. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aacbf5Jahanbakhsh S., Brüser V., Brandenburg R. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 115011. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aaec5fJahanbakhsh S., Hoder T., Brandenburg R. // J. Appl. Phys. 2019. V. 126. P. 193305. https://doi.org/10.1063/1.5124363Gibalov V.I., Pietsch G.J. // Plasma Sources Sci. Technol. 2012. V. 21. P. 024010. https://doi.org/10.1088/0963-0252/21/2/024010