激光诱导Cu、Al等离子体发射光谱的实验研究

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随着脉冲激光烧蚀技术在各相关研究领域日益广泛的应用，脉冲激光与固体靶材的相互作用机制越来越引起有关学者的兴趣，其中包括激光等离子体的形成，样品材料的表面烧蚀，不同成份的蒸发和激发等。这些过程与脉冲激光的性质(如能量、脉宽、波长和作用时间等)、样品的物理与化学特性、环境条件以及缓冲气体等诸多性质密切相关，非常复杂，人们往往采用改变作用条件的方法，诸如不同的激光波长、脉宽、强度、靶材料和环境气体的压强以及其他因素，对靶的烧蚀速率、产物的平均动能以及产物的光辐射规律等进行大量的研究，但目前这些了解尚不完全，烧蚀粒子的能量状态、时空行为及相关机制也有待进一步揭示和完善。本文通过激光烧蚀、同时外加电场等方法产生发射光谱，研究了金属Cu、Al等离子体的一些基本特征，主要内容有： (1)激光诱导Cu产生等离子体的发射光谱研究在背景气体Ar气下激光诱导Cu产生等离子体，观察了其空间分辨发射光谱。采用的激光能量为350mJ/pulse，波长范围为440nm～540nm。在局部热力学平衡(LTE)条件下，根据谱线的相对强度，得到了等离子体的电子温度在104K以上。研究了原子发射谱线强度、电子温度和半高全宽(FWHM)随空间、缓冲气体压力变化的规律。结果表明，在100kPa的Ar气中和50kPa相比，铜的原子特征谱强度降低而连续谱强度增加，同时氩离子谱线强度也相应增加，同时缓冲气压的增大还导致谱线宽度的增大。 (2)外加电场下激光诱导Al产生等离子体的光谱研究由调Q-Nd：YAG脉冲激光(波长1.06μm，脉宽10ns)烧蚀Al靶产生等离子体。观测了在低气压和直流电场条件下的A1等离子体发射光谱。研究了直流电场下激光功率密度和外加电压对各谱线强度的影响，分析了谱线半高全宽与外加电压，等离子体电子温度与激光能量的变化规律。结果表明，直流电场对铝原子谱线强度有显著的增强，铝原子谱线的半高全宽与直流电场的外加电压基本上呈线性关系。

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作者
薛思敏;
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作者单位

西北师范大学;

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授予单位西北师范大学;
学科原子与分子物理
授予学位硕士
导师姓名陈冠英,袁萍;
年度 2006
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类辐射与测量;原子发射光谱分析法;
关键词
激光烧蚀; 空间分辨光谱; 直流电场; 脉冲激光烧蚀; 激光等离子体; 发射光谱;

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