高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟

？针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程，首先建立了理论模型，包括：动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制；其次，基于理论模型，编制了1d3vpic-mcc程序，分别针对真空二次电子倍增、高气压体电离击穿和低气压面电离击穿过程，运用该程序仔细研究了电子和离子随时间演化关系、电子运动轨迹、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、碰撞电子平均能量、碰撞电子数目随时间演化关系、电子能量分布函数、平均二次电子发射率以及能量转换关系。研究结果表明：真空二次电子倍增引发的介质表面沉积功率只能达到入射微波功率1%左右的水平，不足以击穿；气体碰撞电离主导的高气压体电离击穿，是由低能电子（ev量级）数目指数增长到一定程度导致的，形成位置远离介质表面，形成时间为μs量级；低气压下的介质沿面闪络击穿，是在二次电子倍增和气体碰撞电离共同作用下，由于数目持续增长的高能电子（kev量级）碰撞介质沿面导致沉积功率激增而引发的，形成位置贴近介质沿面，形成时间在ns量级。