圆柱形空间约束腔直径和深度对激光诱导硅等离子体光谱的影响

以硅靶作为烧蚀样品,研究了空气环境中空间约束的激光诱导击穿光谱.采用5×5组圆柱形约束腔来约束激光诱导的等离子体羽,直径分别为4、6、8、10、12mm,深度分别为2、4、6、8、10mm.激光脉冲的能量为70mJ.利用Si(I)390.55nm谱线分析了不同直径和深度的圆柱形空间约束腔对LIBS光谱强度的影响.结果表明空间约束下激光诱导硅产生的Si(I)390.55nm光谱强度明显高于无空间约束下的光谱强度.在当前的实验条件下,不同的约束腔的直径和深度对光谱辐射强度也有较大的影响,当圆柱形约束腔的直径和深度不同时,获得的光谱强度也是不同的,表明腔的尺寸对于光发射强度起很重要的作用.腔直径6mm和深度2mm的时候Si(I)390.55nm谱线强度出现最大值.空间约束的增强主要来自激光诱导的等离子体时伴随产生的冲击波,空间约束腔反弹冲击波并与等离子体进行相互作用,致使等离子体的温度和密度增加,最终提高等离子体的光辐射强度.