In this work, the electron density (ne) and electron temperature (Te) of cascaded arc argon plasma regulated by adding electronegative oxygen gas have been investigated using laser Thomson scattering diagnostic technique. The results indicate that the addition of O2 gas causes a significant decrease of ne, which drops from 1020 m−3 to 1017 m−3. This is mainly attributed to the dissociative recombination reaction between electrons and O2+ molecular ions. Meanwhile, the formation of negative ions, O2− and O−, consumes electrons and further makes ne decrease. But, Te remains nearly unchanged with the increase of O2 ratio from 0% to 10%. This is probably due to that the electron energy loss by the electron collisions with O2 molecules in the ground state balances the electron heating induced by the super-elastic collisions with the highly vibrational excited O2 molecules.
本研究では、電気陰性度の高い酸素ガスを添加して調整したカスケードアークアルゴンプラズマの電子密度（ne）および電子温度（Te）を、レーザートムソン散乱診断技術を用いて調査した。その結果、O2ガスの添加によりneが有意に減少し、1020 m−3から1017 m−3まで低下することが示された。これは主に、電子とO2+分子イオンとの間の解離性再結合反応に起因する。一方、負イオン（O2−およびO−）の生成が電子を消費し、neのさらなる減少をもたらす。しかし、O2比率を0%から10%まで増加させた場合、Teはほぼ不変のままである。これはおそらく、基底状態のO2分子との電子衝突によるエネルギー損失が、高振動励起状態のO2分子との超弾性衝突によって誘起される電子加熱と釣り合っているためであると考えられる。