强流微秒脉冲供电Yb,Eu,Y,Sm空心阴极灯的增强发射光谱

本文利用实验室研制的强流微秒脉冲空心阴极灯电电源，研究了稀土元素Ｙｂ，Ｅｕ，Ｙ，Ｓｍ空心阴极灯的发射光谱，得到了在强流微秒脉冲和直流供电下的发射光谱图，在强流微秒脉冲下，这些元素空心极灯的谱线可增强几十至１０＾４倍，考察了电源参数和发射谱线线强度的关系。     

氢化物发生原子荧光光谱分析中的微秒脉冲供电空心阴极灯激发光源

利用实验室研制的大电流微秒脉冲(HCMP)电源对As,Se,Sb,Pb空心阴极灯(HCL)供电,研究了HCMP-HCL的发射光谱、电学性质、荧光光谱,评估其作为氢化物发生原子荧光光谱(HG-AFS)激发光源的可行性。HCMP供电As,Se,Sb,Pb HCL可在脉冲频率100～1 000 Hz、脉冲宽度4.0～20 μs、最大峰值电流4.0 A下维持稳定放电;研究了HCMP-HCL特征谱线发射强度与脉冲电流、供电电压、脉冲频率、脉冲宽度等供电参数之间的关系;与目前商品常规脉冲供电(CP)的HCL相比,HCMP-HCL的供电脉冲宽度更窄、峰值电流更高。在优化的HCMP供电参数下,As,Se,Sb HCL发射光谱中的原子线强度有较大幅度提高,可能用作HG-AFS新型激发光源,而Pb HCL发射光谱中的离子线强度增强、原子线强度降低,不适合做HG-AFS激发光源。以HCMP供电As,Se,Sb HCL为激发光源的HCMP-HCL是一种极有发展前景的HG-AFS新型激发光源。     

空心阴极光源在原子发射光谱分析中的应用

本文介绍了空心阴极光源发射光谱分析中用地测定痕量元素的特点,供电电源的种类,阴极灯及电极,载气的选择等。并介绍了空心阴极光源在痕量分析上的应用。     

用于氢化物原子荧光光谱法中特种空心阴极灯的某些性能的研究

本文研究了Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｈｇ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｈ、Ｓｎ和Ｇｅ九种元素特种空心阴极灯的不同的峰值电流与荧光强度关系、特征辐射强度的稳定性以及温度变化对稳定性的影响等分析特性。并对各元素３的检出限、线性范围及灯的使用寿命作了全面的报道。为特种空心阴极灯在氢化物原于荧光光谱法中的应用提供了大量基础实验数据。     

应用于原子荧光光谱分析的空心阴极灯-As灯电流与激发光强度及延时关系的研究

用XGY-6080型全自动双通道原子荧光光谱仪和高速数据采集系统,采集了As空心阴极灯激发光强度和灯电流波形,分析和讨论了As空心阴极灯激发光强度与灯电流幅度和时序之间的关系,为原子荧光光谱分析中选择空心阴极灯电流及脉宽提供一些参考依据.     

空心阴极元素灯光谱的空间分布测量方法

提出利用成像光谱仪研究空心阴极元素灯光谱空间分布的检测方法。自制了基于Offner成像系统的推扫式凸面光栅成像光谱仪,覆盖波长范围400~1 000 nm,视场角22°,光谱分辨率2~3 nm;利用该光谱仪第一次得到得到Hg元素灯光谱的空间分布,给出了不同波长下的空间图像和不同空间位置的光谱分布信息,具有较高的空间分辨率和光谱分辨率;并同时获取了不同工作电流条件下的元素灯高光谱数据,对比分析了处于不同工作状态下光谱空间分布的差异。这为空心阴极元素灯光谱的空间分布等性能研究提供了一个很好的工具,相关方法也可以用来研究其他类型的光源。     

空心阴极灯中镧原子消多普勒光谱

我们在自制的La-Kr阴极灯中,用内调制、消多普勒荧光法研究了镧原子一些能级的超精细结构.据我们所知,其中20197.34cm~(-1)、21447.86cm~(-1)能级的超精细结构常数A、B尚无报道,这还是第一次.此外,还获得了线宽小于40MHz的线型和来自公共低能级的所有交岔线(Cross-Over line).对阴极灯中原子光谱特性进行了研究.     

光学发射光谱法测量氩气微空心阴极放电中特性参数

针对微空心阴极放电(MHCD)装置,通过在氩气中添加少量氮气,分析氮分子第一正带系N2(B3ΠgA3u+)发射光谱的方法测量了MHCD中的气体温度,通过氩气中混有的少量氢气,分析Hβ谱线Stark加宽得到电子数密度。研究表明,MHCD在极小的体积和很高的功率密度下维持放电,致使发生了明显的气体加热现象,气体温度可高于700 K,并且随着放电室压强和放电电流呈有规律的变化,具有较好的可控性,电子数密度的量级为1014～1015cm-3。通过对不同条件下等离子体特性参数的诊断和分析,得到了其量级和变化规律,对MHCD的广泛研究和应用提供了重要的实验数据和技术支持。     

基于商用型空心阴极灯实现的法拉第反常色散原子滤光器

基于铯原子6S_1/2-6P_3/2跃迁线,在商用型空心阴极灯中,实现了工作波长为852 nm的法拉第反常色散原子滤光器(FADOF)：当铯空心阴极灯工作电流在1～4 mA范围内时,可获得单峰、共振的线芯式FADOF;当铯空心阴极灯工作电流在6～10 mA范围内时,可获得线翼式FADOF。实验上系统测量了工作电流、轴向磁场强度、信号光功率对FADOF性能的影响,优化参数下该滤光器的透射率高达77%。     

空心阴极等离子体电子枪研究

对空心阴极等离子体电子枪的理论与机理做了较详细的分析，介绍了空心阴极放电特性，论 述了激励电极和调制电极在空心阴极内等离子体形成过程中的作用，分析了等离子体中电子 和离子的运动及主要参数，推导出空心阴极内电场与电流密度的表达式，研究了形成稳定电 子束流的基本条件.利用泊松方程、电流连续性方程和运动方程对其进行了数值模拟计算， 并给出了优化结果. 在此基础上设计出了输出束流脉宽为1μs、幅值达2kA的空心阴极等离 子体电子枪. 关键词： 空心阴极 等离子体 电子枪     

空气中空心阴极不同放电模式下的发光特性

为了进一步揭示空心阴极放电中放电模式的转换机制,特别是空心阴极放电过程中自脉冲的形成机理,利用柱型空心阴极放电结构,在空气环境下研究了放电处于不同模式时的发光特性。测量得到了不同放电模式下的伏安特性曲线、放电发光图像、自脉冲阶段的脉冲波形等。实验结果表明随着放电电流的增加放电分为汤生放电模式、自脉冲放电模式、正常辉光放电模式和反常辉光放电模式。虽然所用电源为直流电源,但在自脉冲放电阶段电流和电压随时间呈周期性变化。实验结果表明在不同的放电模式下具有不同的发光特性。在由汤生放电转换为自脉冲放电模式和由自脉冲模式转换为正常辉光放电模式过程中,放电腔的径向中心处和轴向孔口附近均存在光强的突变。实验同时在200～700 nm范围内测量得到了不同电流时的发射光谱。结果表明发射光谱主要集中在330～450 nm,主要包括氮分子的第二正带系(C3Π_u→B3Π_g )和氮分子离子的第一负带系（B2Σ+_u→X2Σ+_g）。其中氮分子离子第一负带系具有较强的发射光谱。由于B2Σ+_u激发电位较高,因此该谱带较强发射光谱的存在表明空心阴极放电较其他放电形式更容易获得高激发态粒子和高能量电子。在650～700 nm附近存在一弱的发光谱带,主要为氮分子的第一正带发射谱（B3Π_g→A3Σ+_u）。在此基础上根据双原子光谱发射理论,结合氮分子第二正带系的三组顺序组带：Δν=-1,-2和-3,利用玻尔兹曼斜率法计算得到了不同放电模式下氮气的分子振动温度。结果表明在实验电流范围内分子振动温度在3 300 K左右,随着电流的增加而升高,并且在自脉冲消失时存在一突变迅速增强。由于电子能量、电子密度与分子振动温度密切相关,因此该结果也表明随着放电电流的增加电子平均能量和电子密度不断增加,当脉冲消失时,电子平均能量和电子密度出现跃变升高。最后,对空心阴极放电中自脉冲的形成机理进行了讨论,结果表明自脉冲放电源于放电模式的转换。     

Optogalvanic Effects in a Hollow Cathode Discharge at Irradiation with its Original Spectrum

An evaluation is made and some experiments are carried out which prove the possibility of optogalvanic effect appearing in experiments using hollow cathode discharge not only when one hollow cathode discharge is irradiated by another but also in the simplest possibly experimental scheme where only one hollow cathode discharge plays simultaneously the role of an emitter and an irradiator.     

氮气中空心阴极放电条纹的发光特性

利用发射光谱法,在氮气环境下研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。测量得到了气压为20 Pa,放电电流为1.3 mA时条纹区的发射光谱,结果表明发射光谱主要为氮分子的第一正带系(B3П_g →A3П_u)和 第二正带系(C3П_u→B3П_g )。利用双原子光谱发射理论,计算得到了氮分子振动温度的空间分布特性。结果表明光谱线强度呈周期性分布,明纹中心处的谱线强度高于暗纹中心处的谱线强度。明纹中心处的N₂分子振动温度为3 500～4 400 K,并且从阴极到阳极,明纹中心处光谱线强度和分子振动温度逐渐下降。同时测量得到了放电电流为1.0和1.5 mA时的发光条纹特性,研究了放电电流对条纹特性的影响。随着放电电流的增加,明纹中心处的分子振动温度升高,条纹间距增加。另外,利用测量得到的发光条纹,计算得到了条纹区的平均约化电场强度为44～49 m-1·Pa-1,并且由阴极向阳极逐渐降低。对于揭示气体放电中发光条纹的形成机理和促进空心阴极放电的稳定性有重要的参考价值。     

铷光谱灯的光谱研究

Rb光谱灯是Rb原子频标的重要部件。Rb光谱灯发出的光含有两种成分,一种是对原子跃迁信号有贡献的有效光成分,一种是仅体现为光噪声的无效光成分。尽可能地增强Rb光谱灯有效光成分并抑制无效光成分,对于提高Rb原子频标锁频环路的信噪比从而改善Rb原子频标的频率稳定度具有重要意义。利用单色仪获得了分别充有起辉气体Ar, Kr和Xe的三种常用Rb光谱灯的光谱,分析了三种Rb光谱灯的光谱特性,讨论了如何提高有效光强和抑制无效光强的问题。实验和分析结果表明,Rb光谱灯有效光强与所用起辉气体的种类和灯泡的工作温度密切相关。灯泡工作温度较低时,Xe灯有用光强最大,Kr灯次之,Ar灯最低;当灯泡工作温度较高时,Xe灯有用光强仍最大,Ar灯次之,Kr灯最低。分析还表明,采用合适的光学滤光方法可以有效地滤除Rb光谱灯的无效光成分。     

Application of Diode Lasers to Determine Excitation Temperature in Hollow Cathode Discharges by Optogalvanic Spectroscopy

The excitation temperatures of sputtered gadolinium and uranium atoms in an argon hollow cathode discharge have been determined by diode laser-excited optogalvanic spectroscopy. These results have been compared to those determined by conventional emission spectroscopy. It was found that the temperatures derived from each method do not differ very much, but the optogalvanic method revealed a better standard deviation uncertainty due to the good signal-to-background ratios and excellent spectral resolutions. Temperature variations with discharge currents ranging from 15 to 50 mA have been examined.     

Fluorine Determination and Matrix Effects in DC and HF Hollow Cathode Discharges

Abstract

The InF bands excited in a hollow cathode discharge have been used for fluorine determination in solid samples (containing from 10^?6 to 10^?1% F) and solutions (at the F^? concentrations from 1 μg/ml to 1 mg/ml). The discharge operated at direct current (dc) or high frequency current (hf). A dependence of the InF band intensities on the fluorine concentration has been investigated. Matrix effects caused by some metals and halides have been studied and discussed.     

Magnetic Field Enhancement of the Optogalvanic Signal in a Hollow Cathode Discharge

An optogalvanic signal enhancement was obtained in a magnetic field applied on a hollow cathode discharge-detector. In this magnetic field a mutual correlation was observed between optogalvanic signal behaviour, discharge current change and lower level population of the transition corresponding to the 632,8 nm laser irradiation spectral line.     

微波液相等离子体发射光谱研究

为了研究微波液相放电等离子体的基本物理现象和放电特性,为微波液相放电技术奠定一定的理论基础,利用发射光谱仪对水中微波液相放电及放电中产生的活性粒子进行了检测,同时对微波液相放电光谱数据统计方法进行了研究。 利用发射光谱仪结合数控摄像机对微波液相放电过程中起始放电和稳定放电两个过程进行了同步检测拍摄。 实验结果发现：微波液相等离子体发射光谱强度波动较大,光谱强度可以用10个光谱数据点进行平均计算;放电的强度在一定程度上可以由等离子体区域面积所反映,尽管如此,等离子体区域面积和羟基自由基发射光谱强度的变化梯度并不一致,这主要是因为在放电过程中,放电强度不仅体现在等离子体区域面积,同时也与等离子体区域的亮度有关。