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相似文献
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1.
脉冲激光诱导Cu靶产生发光羽的特性分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
黄庆举 《光子学报》2006,35(11):1636-1639
通过在不同的环境气压下拍摄脉冲激光烧蚀金属Cu诱导产生的发光羽,获取了不同区域具有不同颜色特征的发光羽照片.结果发现:发光羽的颜色随环境气压的改变而变化.采用空间分辨光谱技术,测定了激光诱导金属Cu靶产生发光羽辐射强度的空间分布,以及不同烧蚀环境气压对发光羽辐射强度的影响.研究了脉冲激光烧蚀Cu表面诱导发光的动力学过程,建立了可能的发光羽分区模型,对发光羽的不同区域发光粒子的激发机理进行了探讨,并用之定性地解释了所观察的实验现象.结果分析表明:脉冲激光诱导Cu产生的发光羽可以分为三个区域,不同区域的发光机理不同,Cu原子和Cu离子的激发机理不完全相同.  相似文献   

2.
黄庆举 《发光学报》2006,27(6):1021-1025
采用时间与空间分辨的光谱测量技术,测量了在低真空下XeCl紫外激光烧蚀金属Cu诱导产生等离子体发光羽的发射光谱随时间和空间的强度分布,利用快速同步照相的方法获得了发光羽的相片,结果发现发光羽的不同区域有不同的颜色特征。根据实验结果建立了非常可能的激光烧蚀诱导发光的理论模型,认为不同区域的主要发光机理不同,连续辐射背景光来自近靶处高能电子的运动而产生的轫致辐射;原子线的产生来自电子碰撞传能以及电子与离子的复合激发;离子线的产生来自电子与离子碰撞传能激发。此模型不仅能解释单一激发模型所能解释的实验现象,而且还能够很好地解释单一模型所不能解释的实验现象,低真空下紫外激光烧蚀铜诱导发光的机理与常压下相似,在此实验条件下可以更准确地揭示诱导发光的机理。  相似文献   

3.
黄庆举 《光子学报》2006,35(12):1818-1822
通过测定Nd∶YAG脉冲激光烧蚀金属Cu诱导产生光谱线及其强度随时间与空间的分布,结果表明等离子体辐射光谱线由原子光谱线、离子光谱线及连续辐射背景光组成,Cu原子光谱线的数目不仅比离子光谱线多,而且辐射强度比离子光谱线的大,以连续辐射背景光的辐射强度为最弱;原子光谱线的发光范围最大,持续时间最长;离子光谱线发光范围中等,持续时间中长;连续辐射背景光的发光范围最小,持续时间最短.讨论了激光诱导发光的机理,认为等离子体羽中连续辐射背景光主要来自近靶处高能电子的韧致辐射和电子与离子的复合激发,原子和离子光谱线主要由等离子体中高能电子的碰撞传能激发所引起,并用之较好地解释了所观察的实验现象.  相似文献   

4.
通过时间分辨的光谱测量技术,测定了308 nm XeCl紫外激光烧蚀金属Cu在氮气环境中诱导产生等离子体的发射光谱及其强度随时间分布,实验结果表明等离子体辐射光谱线主要由原子光谱线、一价离子光谱线及连续辐射背景光组成,各种光谱线的数目、辐射强度、持续时间不同。结合实验结果对等离子辐射机理进行了探讨,认为电子通过逆韧致辐射获得较高的能量,连续辐射主要来自高能电子的韧致辐射,原子和一价离子的激发主要是通过电子与原子、离子的碰撞传能以及电子与离子的复合产生,并用其定性地解释了所观察的实验现象。  相似文献   

5.
激光烧蚀金属Al诱导发光的动力学研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
黄庆举 《物理学报》2008,57(4):2314-2319
利用时间分辨的光谱测量技术,测定了XeCl紫外激光在不同条件下烧蚀金属Al诱导产生光谱线及其强度随时间的分布.结果表明:等离子体辐射光谱线由原子光谱线、一价离子光谱线及连续辐射背景光组成.Al原子光谱线的辐射强度与持续时间为最大,一价离子光谱线次之,以连续辐射背景光为最小.对激光烧蚀金属诱导发光的机理进行了探讨.等离子体中连续辐射背景光来自高能电子的韧致辐射和电子与离子的复合,原子光谱线和一价离子光谱线主要来自等离子体中电子与离子的复合.用此机理定性地解释了所观察到的实验现象. 关键词: 激光烧蚀 时间分辨光谱 辐射机理 金属Al  相似文献   

6.
利用时空分辨的测量技术,测定了XeCl紫外激光烧蚀金属Cu消融粒子的发射光谱随时间与空间的强度分布。通过在不同的氢气压强下拍摄到的XeCl308nm紫外激光烧蚀金属Cu消融粒子的发光羽照片,发现激光消融粒子发光羽的颜色在不同区域有不同的颜色,不同区域的发光羽颜色随环境气压的改变而变化。随环境气压的增大,发光羽不仅逐渐变小,而且逐渐变淡。对激光消融粒子发光羽的机理进行了探讨,激光消融粒子发光羽的发光动力学模式在不同区域有不同的发光模式,且随环境气压的变化而改变。定性地解释了所观察的实验现象。  相似文献   

7.
通过时空分辨的光谱测量技术,测定了在环境气压下,Nd:YAG脉冲激光烧蚀金属Cu产生等离子体的总辐射随时间与空间的强度分布,研究了烧蚀环境气压对总辐射强度的影响,提出了电子碰撞与复合激发模型。  相似文献   

8.
用高能量钕玻璃激光器产生的脉冲激光(0~25 J)烧蚀Ar气氛中的Cu靶,观测了激光诱导Cu等离子体的发射光谱强度随环境气压(0.1~0.5 MPa)的增强规律。为了探讨辐射增强的机理,在局部热平衡(LTE)近似条件下,测量了等离子体的电子温度随环境气压的变化。实验结果表明,等离子体的电子温度随着环境气压的升高而正比增加。为了进一步了解等离子体的空间行为,测量了Ar气气压分别为0.1,0.3,0.5 MPa时,等离子体电子温度的空间分布。  相似文献   

9.
激光诱导Al等离子体在背景气体中的流体现象   总被引:3,自引:2,他引:1  
调Q-YAG脉冲激光(波长1.06μm,脉宽10ns,能量为250mJ/pu1se)烧蚀Al靶,用短焦距照相系统和光学多道分析仪(OMA)记录了等离子体在氩气背景气体及不同压强下所呈现的流体现象及其等离子体辐射的空间分辨光谱。实验发现,当背景气压为400Pa以下时,在靶面上存在一个明亮的发光球体,球体直径远大于激光烧蚀斑的大小,此球体向四周辐射等离子体光谱,只是在垂直靶面的方向辐射相对较强。在气压约为400Pa,等离子体辐射才以较为明显的羽状体形态向前喷散,且随气压增高,喷散的立体角变小。随着背景气压的继续升高,等离子体羽被压缩,成为一个明亮的发光小羽状体,当气压达20~30kPa,发光羽状体开始出现分解的迹象,在羽状体前端形成一个光球。气压继续升高,等离子体羽完全变成一串发光球。离开靶面越远,发光球的半径越大。用光学多道分析系统分析这些发光球的光谱特征,发现在靶面附近主要是Al等离子体的谱线,而较远的发光球,其主要谱线则来自背景气体。在气压为20kPa左右,等离子休羽呈现烧蚀点为明亮的白色亮点,而羽端为鲜艳绿色(氩的514nm)的彩色羽。  相似文献   

10.
以激光烧蚀快脉冲放电激发土壤为例,研究了激光烧蚀快脉冲放电等离子体技术产生的土壤等离子体的电子数密度和温度。根据实验测得的Si原子和离子谱线的强度和萨哈玻尔兹曼方程,计算了等离子体的电子温度,并从分析Si I 250.69nm谱线的斯塔克展宽中导出了等离子体的电子数密度。与使用同样激光能量激发的激光等离子体相比,激光烧蚀快脉冲放电激发等离子体的电子数密度和温度都明显增加,与观察到的光谱信号强度是一致的。  相似文献   

11.
The dynamics of the expansion of the plasma plume induced by laser ablation of a copper target at a fluence of 17 J/cm2 was investigated theoretically by means of a Monte Carlo simulation. When the expansion occurs under a relatively high pressure, the ambient gas particles may be involved in the collective motion of the plume. The simulation allows the study of the simultaneous collective motion of different species, such as the laser-ablated and the ambient gas particles. The influence of the background gas nature and pressure on the laser-induced plasma plume expansion behavior was studied. The expansion dynamics were found to be different in the case of the expansion in ambient gases of different molecular weight. The dynamics of the plume expansion under an argon pressure of 200 Pa seem to be strongly related to the equilibration of the pressure gradients in the gas phase, and evidence of the oscillatory behavior of the plume expansion was shown from the evolution over time of the pressure profiles in the plume. This behavior has also been observed in similar conditions for a krypton atmosphere, but for a lower pressure than for argon. The vortical flow formation at the plume periphery, involving both the laser-ablated and the argon particles at moderate pressure, was also predicted from the Monte Carlo simulation.  相似文献   

12.
We report an effect of enhanced emission of laser generated plume in gas ambi-ent.Nonreactive argon gas was used in the experiment of UV laser ablation of copper plate.The emission of Cu atoms from the plume was increased more than the times.The emission in-tensity is sensitive to the gas pressure,but in a certain region of gas pressure,the enhanced ef-fect can be controlled stably.For the emission lines from other element,Zn,in the plume,the intensities are subjected to the same factor of increasement.  相似文献   

13.
14.
The dynamic behaviors and optical properties of a ZnO plasma plume produced by pulsed laser ablation using a Nd:YAG laser (wavelength: 532 nm, pulse width: 3 ns) were studied by fast photography using a commercial gated charge coupled device (CCD) camera linked with a delay circuit and by optical emission spectroscopy at various ambient oxygen pressures. Fast photography was conducted with a resolving power of 0.25 μs and the expansion behaviors of the laser ablation plume were observed. Plasma plume expansion velocity decreased with oxygen partial pressure. The flow of the plasma plume in the early stage of expansion of up to 3 ms agreed well with the drag model.  相似文献   

15.
The collisional effects of a background gas on expanding ultrafast and short pulse laser ablation plumes were investigated by varying background pressure from vacuum to atmospheric pressure levels. For producing Cu ablation plumes, either 40 fs, 800 nm pulses from a Ti: Sapphire laser or 6 ns, 1,064 nm pulses from a Nd:YAG laser were used. The role of background pressure on plume hydrodynamics, spectral emission features, absolute line intensities, signal to background ratios and ablation craters was studied. Though the signal intensities were found to be maximum near to atmospheric pressure levels, the optimum signal to background ratios are observed ~20–50 Torr for both ns and fs laser ablation plumes. The differences in laser–target and laser–plasma couplings between ns and fs lasers were found to be more engraved in the crater morphologies and plasma hydrodynamic expansion features.  相似文献   

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