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相似文献
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1.
通过在Nd:YAG激光烧蚀金属Al过程中,对诱导产生的等离子体连续辐射强度的时间和空间分布的测试结果,结合对烧蚀靶和收集板上电荷的时间分辨测量,研究讨论了激光诱导等离子体中连续辐射的产生机理,认为连贯辐射来自电子与气体的相互作用,轫致辐射为主要机理。  相似文献   

2.
激光烧蚀Cu产生等离子体的连续辐射研究   总被引:5,自引:1,他引:4  
通过对脉冲Nd:YAG激光烧蚀金属Cu过程中,的烧蚀靶和收集板上电荷的时间分辩测量,分析了烧蚀过程中是民离子从烧蚀靶表面的发射特征。结合连续辐射强度的时空分布,讨论了激光诱导等离子体连续辐射的产生机理,认为连续辐射是以 电子的轫致辐射为主要机制。  相似文献   

3.
激光诱导Al等离子体中Al原子能量吸收   总被引:5,自引:2,他引:3  
分析了Al等离子体连续辐射特征。根据连续辐射强度的时间分布,简要讨论了激光诱导等离子体连续辐射的产生机理。根据连续辐射强度的波长分布,提出了原了对激光诱导等离子体连续辐射共振吸收理论。我们认为:Al原子吸收能量的主要机制是原子实吸收连续辐射光子,原子实吸收光子的方式是与价电子构成极性振子对连续辐射共振吸收。  相似文献   

4.
激光诱导Al等离子体中电子密度的实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光,在低压环境下烧蚀金属Al靶获得等离子体,并观测其空间分辨发射光谱;利用AlⅠ的两条发射谱线的Stark展宽计算了Al等离子体电子密度,研究了电子密度随空间的演化规律。结果发现:在靶面附近电子密度达到最大值,随着离靶面距离的增加,电子密度逐渐减小,从微观物理机制的分析推断:激光诱导等离子体的复合辐射是电子密度减少的主要原因。另外,还探讨了激光能量的变化对等离子体电子密度的影响。  相似文献   

5.
为了了解激光诱导等离子体的演化过程,得到等离子体的相关参量,采用横向激励大气压CO2激光器在抛物反射面中聚焦击穿空气形成等离子体,利用成像光谱仪和增强型CCD探测器对激光诱导等离子体进行了时间和空间分辨的实验分析,取得了激光诱导空气等离子体的时间演化和空间分辨光谱。分别利用氧原子的线状谱和连续谱的比值及谱线半峰全宽计算得到电子温度达到了4104K,电子密度在1018cm-3量级。结果表明,相比于低能量的激光诱导等离子体的辐射光谱,高能量激光诱导的等离子体则向外辐射出很强的连续光谱,同时,等离子体以激光支持爆轰波的形式快速向外膨胀,由于外围等离子体对激光能量的屏蔽作用,等离子体出现了空间分离的现象。该研究结果对理解等离子体和高能量脉冲激光的相互作用过程是有帮助的。  相似文献   

6.
超强少周期激光脉冲与气体等离子体作用可以产生强的宽带太赫兹脉冲辐射。本文以数值计算为主要工具研究了少周期激光脉冲与气体等离子体成丝作用产生的等离子体电流及对应的太赫兹辐射特性。该过程中的等离子体电离处于多光子电离和隧道电离的过渡阶段。结果显示,该机制能够产生从太赫兹到中红外的超宽带辐射,且辐射的电场振幅是少周期激光脉冲载波相位的周期函数。太赫兹脉冲由激光脉冲脉宽和等离子体电离的时间演化确定,而不是由等离子体密度决定。本文为基于少周期激光脉冲与气体等离子体作用产生超宽带太赫兹辐射的实验提供了一定的理论参考。  相似文献   

7.
环境气体中激光诱导Fe等离子体发射光谱的时间演化特性   总被引:1,自引:1,他引:1  
陈东  刘文清  李宏斌  丁志群 《中国激光》2005,32(10):353-1356
环境气体对于激光诱导等离子体的形成和演化特征有着重要影响,适当的环境气体条件有利于激光诱导等离子体发射光谱分析的进行。利用准分子激光(308 nm)烧蚀低合金钢靶诱导等离子体原子发射光谱,研究了环境气体对等离子体发射光谱强度及时间演化特性的影响,对实验结果进行了讨论,得到了激光诱导Fe等离子体的原子发射光谱分析的优化条件。实验测定了不同气压氩气、氦气环境下及真空条件下Fe等离子体发射光谱强度及时间演化特性。结果表明,环境气体对激光诱导Fe等离子体发射光谱具有增强作用,而在较低气压下氩气比氦气的辐射增强效果更为显著。在5.32×104Pa氩气环境下,在等离子体形成后约6μs和10μs时发射谱线强度和信号背景比分别达到最大值。  相似文献   

8.
基于神光Ⅱ升级装置,研究了纳秒/皮秒双束激光联合驱动双层靶的伽马(γ)辐射特征。利用ns束激光与CH薄膜靶相互作用,产生大尺度近临界密度等离子体,然后将ps束激光作用在该等离子体上,产生高能电子,高能电子穿过2 mm厚的Au靶,通过轫致辐射产生γ射线。对不同方向的γ辐射能谱和靶室外的γ辐射剂量分布进行实验测量,发现γ辐射集中在激光前冲方向,具有较小的发散角,而且在该方向上高能段的γ辐射较强。这说明双层靶的设计可以提高ps束激光与等离子体的能量耦合效率,提高高能电子温度,增加高能电子数目,有利于高能段γ辐射在ps束激光的前冲方向集中。另外,在靶室外距离靶点1.25 m处测到的50 keV以上γ辐射的单发次最大剂量为277 μGy。本研究结果对γ辐射的防护和应用具有参考价值。  相似文献   

9.
研究静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性是研究和优化其超声速稳燃效果的基础。在常规的试验研究中,由于测量手段和试验设备的限制,可以获取的静态空气中多点激光诱导等离子体的后流场信息有限,且激光焦点构型单一。本文采用改进后的Dors模型,对静态空气中多点激光诱导等离子体的演化特性开展了数值模拟研究。基于数值纹影图、温度等值面图、流场压力和温度分布规律图,阐释了静态空气中线形激光焦点构型的多点激光诱导等离子体产生的激波、等离子体内核以及流场相关参数的演化特性;随后通过对等离子体内核的平均温度、体积、比表面积以及流场特征位置的压力进行分析,得到了激光焦点布局形式和间距对多点激光诱导等离子体演化特性的影响规律。结果表明,当激光焦点间距较小(2~4 mm)时,激光焦点间距是影响演化特性的主要参数。  相似文献   

10.
激光诱导等离子体作为一种宽光谱辐射源,能够产生X射线、紫外、可见、红外、太赫兹以及微波波段的辐射,可应用于天体物理、惯性约束核聚变、生物医学、材料科学、光谱分析、环境工程、信息技术、超快技术、光刻技术、成像技术、雷达技术、半导体技术等众多领域,具有较高的实用价值。迄今为止,有关激光诱导等离子体辐射特性的文献报道大多集中于描述激光与物质在单一波段的相互作用,对辐射的产生机理还未完全掌握,对完整光谱的研究综述依然比较缺乏。从电磁辐射光谱及其辐射机制的角度,对激光诱导等离子体的辐射特性做出了系统的梳理分类,对国内外相关团队的研究成果进行了总结和分析,特别从不同视角探究了等离子体与光谱辐射之间的物理关系。介绍了激光诱导等离子体各个波段的辐射特点,并讨论了影响辐射的相关因素。最后,对红外波段和太赫兹波段的研究前景进行了展望。  相似文献   

11.
高气压Ar对激光诱导Al等离子体辐射特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
用高能量钕玻璃激光器(0~25J)烧蚀Al靶产生等离子体。实验中测量了Ar气气压在0.1~1.0MPa范围内,等离子体发射光谱的谱线强度、半宽度、信背比以及等离子体的电子温度和电子密度随气压的变化。结果表明,随着环境气体压强的升高,等离子体的空间体积被压缩,电子温度和电子密度增大,辐射强度有明显的增强。  相似文献   

12.
Al原子特征辐射量子解释   总被引:1,自引:1,他引:0  
根据激光诱导Al等离子体中AlI396.15nm特征辐射的时间分布,利用暂稳态假说,对我们的实验现象进行了量子解释。暂稳态处于原子基态和激发态之间,从原子能级考虑,暂稳态的原能级与激发态能级相同。暂稳态是原子存储能量的重要方式之一,暂稳态假说能全面、合理解释我们的实验现象。  相似文献   

13.
激光诱导等离子体技术长期以来都是研究激光与物质相互作用的重要课题。研究并设计了激光诱导等离子体实验系统,应用Nd:YAG激光器诱导Al样品产生等离子体,获得了不同能量下的Al等离子体发射光谱,分析了Al样品中所含元素种类以及谱线强度与激光能量之间的变化关系。实验结果表明,Al样品中含有Fe、Mg元素,随着激光能量的增大,谱线强度明显增大。  相似文献   

14.
郝东山  蒋文娟 《激光技术》2014,38(5):688-691
为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响,采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法,对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compton散射光作为等离子体产生辐射阻尼效应的新机制,给出了辐射阻尼满足的修正方程。结果表明,Compton散射使等离子体辐射阻尼效应对电子运动产生重要作用的几率增大,这主要是由于产生这种作用所需的入射激光强度降低,从而使电子频率增大、电场耦合频率增大的缘故。多光子非线性Compton散射光是产生和提高等离子体辐射阻尼效应的一个重要机制。  相似文献   

15.
激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究   总被引:11,自引:6,他引:11  
激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景,而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体,实验测定了不同气压下Nd:YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱,利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度,得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律,同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明,电子密度的数量级约为10^17cm^-3,电子温度测量值约为10000K,二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减,直到4μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化,其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。  相似文献   

16.
利用Nd:YAG纳秒脉冲激光器输出的1064nm波长强光束击打在大米样品表面,用2.45GHz型磁控管同轴输出微 波装置对激光诱导产生的等离子体进行微波加热,结合激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对大 米中元素进行了初步检 测研究。根据美国国家标准与技术研究院原子发射光谱数据库(NIST),对大米中C、Mg、 Ca、Si、Cd等元素在210~480nm波段内的特征谱线进行了标识和归 属,通过对比传统L IBS和微波辅助LIBS(MA-LIBS)产生的等离子体信号光谱,发现MA-LIBS光谱强度增强效果 明显,其最佳增强效果可达21倍多。这些结 果对增强激光诱导等离子体的发光强度具有参考价值,也为提高LIBS技 术探测灵敏度提供了一种全新的研究方法。  相似文献   

17.
许媛  宁仁霞  鲍婕  侯丽 《激光与红外》2019,49(4):432-437
为了深入理解超短脉冲激光烧蚀金属的机理,特别是烧蚀过程中靶面电子发射带来的影响,本文分析了飞秒脉冲激光烧蚀金属的机理,并在此基础上建立了一维热传导双温模型,模型考虑了电子热导率、热容、电子-晶格耦合系数等参数随温度的变化,以及表面热电子发射和多光子电离导致靶面的能量损失。选择波长为 800 nm,FWHM为100 fs,峰值功率密度为1.2×1017 W/m2 的高斯型单脉冲激光辐照铜靶进行数值模拟。并对计算数据进行分析,结果表明:多光子电离所导致的电子发射比热电子发射要强,但是热电子发射持续的时间长;多光子电离导致的电子发射带走的靶面能量比较大,在分析飞秒烧蚀过程中不可忽略。  相似文献   

18.
在大气环境下利用脉冲Nd:YAG激光532nm输出烧蚀Ni靶,产生了激光等离子体。在350-600nm波长范围内测定了激光诱导等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱。得到了385.83nm发射光谱线的Stark展宽及其随径向的变化特性。由发射光谱线的强度和Stark展宽计算了等离子体电子密度,并讨论了激光等离子体的空间演化特性。结果表明,在沿激光束方向上,当距离靶表面0-2.5mm范围内变化时,谱线的Stark展宽、线移和电子密度都随距靶面距离的增大而先增大,在离靶面约1.25mm处时达到最大值,之后随距离的进一步增大而减小;电子密度在0.1-3.0 1016cm-3范围内变化。  相似文献   

19.
We have grown thin carbon films by pulsed laser deposition and have investigated the extent to which the properties of such films, as well as the processes responsible for these properties, are laser wavelength dependent. Films were grown by ablating material from a graphite target onto room temperature Si(100) substrates with 1064 and 248 nm laser radiation. The films were analyzed byin situ electron energy loss spectroscopy and byex situ Raman spectroscopy. The results indicated that films grown with 1064 nm ablation were graphitic, while those grown with 248 nm radiation were diamond-like. We have also examined the mass and kinetic energy distributions of the particles ejected from graphite by the two laser wavelengths. The results indicated that irradiation of graphite with 1064 nm laser radiation results in the ejection of a series of carbon cluster ions C n + (1 ≤ n ≤ 30) with mean kinetic energies less than 5 eV. Ablation of graphite with 248 nm radiation results in the ejection of primarily C 2 + and C 3 + with mean kinetic energies of 60 and 18 eV, respectively. These results suggest that large, low energy clusters produce graphitic films, while small, high energy clusters produce films of diamond-like carbon.  相似文献   

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