水下流光放电可在水中直接产生高电场、冲击波、紫外光和多种自由基以及分子化学活性种,涉及复杂多样的物理和化学过程,近年来引起了多学科的广泛关注。水下流光放电等离子体在水中有机污染物的无害化处理、水的消毒杀菌和藻类清除等环境和生物医学领域已经显示出良好的应用前景。水中流光放电通道内的气体密度是一个重要的放电物理参数,有助于理解水中流光放电的物理过程和化学过程。目前仍然没有成熟的测量水中流光放电通道内的气体密度的方法。我们实验室在假设流光通道径向密度均匀的前提下,开发了一种测量水下流光放电通道内气体密度的激光阴影图像法。本文利用该方法测量了水下脉冲流光放电结束后流光放电通道内的气体密度,研究了流光放电通道半径、通道内气体密度的时空演化特征及其放电电压和水电导率的影响,得到的主要结果如下:(1)放电通道半径在100-500μm范围内,不同的时刻下,通道半径的轴向分布具有相似的分布特征,即:流光放电通道根部的半径较大,距离针尖越远往流光放电通道头部半径较小,这种分布特征随时间增大而越来明显。电压越大通道半径越大;电导率越大通道半径越大。(2)不同电压和水电导率条件下,t=4μs时刻的流光放电通道长度在4-8.5 mm之间,随时间变化流光放电通道收缩变短。电压越大,流光放电通道长度越长。在相同的电压下100μS/cm时放电通道长度最大,小于和大于100μS/cm时流光放电通道的长度变短。(3)流光放电通道内气体密度在200-900 kg/m~3范围内;不同的时刻,通道内气体密度的分布具有相似的分布特征:即流光放电通道根部的气体密度较小,距离针尖越远往流光放电通道头部气体密度越大。流光放电通道内每一个位置处的气体密度随时间有震荡现象,震荡的周期大约在10μs左右。电压越大通道内气体密度越小,电导率越大通道内气体密度越小。(4)流光放电通道内气体质量在0.00014-0.00045 g(0.14-0.45 mg)之间,电压越大放电通道质量越大,电导率越大放电通道质量越大。(5)流光放电通道的半径、通道内气体密度和质量与单个放电脉冲的输入能量有一定的关联性,放电输入能量越高,通道半径越大,通道内气体密度越小,通道质量越大。