等离子体效应对类氦氖Kα线系电偶极辐射的影响

采用离子球模型,通过自洽求解Boltzmann方程和Poisson方程,得到类氦氖离子Kα线系的两条电偶极辐射光谱能量随等离子体环境的漂移.结果显示,Kα线系电偶极谱线随等离子体电子密度增大发生红移,红移量与等离子体电子密度有近似的正比关系;随着等离子体电子温度的降低,光谱红移对等离子体电子密度的敏感性增大.另外,所研究的两条谱线间的能量间隔随等离子体电子密度的增大而减小,减小量随等离子体电子密度的变化也呈现出近似的线性规律.值得注意的是,类氦氖Kα线系中两条电偶极谱线分别为互组合线与共振谱线,而其能量差就是1s2p(3P1)的交换能,因此进一步发现能级中交换能将随等离子体环境变化的规律.所观察到的光谱红移和精细结构分裂在高密度等离子体中都有明显的变化,对探索高密度等离子体的诊断新方法有重要意义.     

Ti类氦Kα线在高温稠密等离子体中的漂移

采用离子球模型,通过自洽求解Dirac方程和Poisson方程,得到类氦Ti离子Kα线系的两条电偶极辐射光谱能量随不同等离子体环境的变化关系.同时分析了束缚电子交换能随等离子体环境的变化规律.结果表明：光谱能量漂移量随等离子体电子密度变化呈现出很好的线性关系.对此,拟合得到Ti类氦Kα线光谱能量漂移量随等离子体环境参数变化的公式,对探索高温高密度等离子体诊断方法具有一定意义. 关键词： 类氦离子 自洽场离子球模型 光谱漂移 等离子体诊断     

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采用离子球自洽玻尔兹曼方程和泊松方程,得到了类氦Cr离子kα线系的两条电偶极辐射光谱能量随不同等离子体环境的变化关系.分析了光谱能量漂移量和kα线交换能随等离子体环境变化的关系,给出了光谱能量漂移量随等离子体环境参数变化的公式.结果表明,光谱能量漂移量随等离子体电子密度变化呈现出很好的线性.关系.     

类氢氖在高温高密度等离子体中的光谱漂移

 采用离子球模型，通过自洽求解Poisson方程和Dirac方程，得到氖的类氢离子低能级组态的能级能量随等离子体电子温度和电子密度的变化关系，进一步研究了等离子体电子温度和电子密度对光谱漂移的影响。结果表明：光谱漂移随着等离子体电子密度的增大而增大，随着电子温度的升高而减小；谱线精细结构分裂随着电子密度的增大而减小，随着电子温度的升高而增大。等离子体对束缚电子的屏蔽是决定光谱漂移的主要原因。这些变化规律不仅对等离子体光谱模拟结果产生影响，而且使实验上观测光谱的相对或绝对漂移成为可能，从而为高密度等离子体诊断的新方法提供了理论依据。     

气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响

环境气体的压强对激光诱导等离子体特性有重要影响.基于发射光谱法开展了气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性影响的研究,探讨了气体压强对空气等离子体发射光谱强度、电子温度和电子密度的影响.实验结果表明,在10-100 kPa空气压强条件下,空气等离子体发射光谱中的线状光谱和连续光谱依赖于气体压强变化,且原子谱线和离子谱线强度随气体压强的变化有明显差别.随着空气压强增大,激光击穿作用区域的空气密度增加,造成激光诱导击穿空气几率升高,从而等离子体辐射光谱强度增大.空气等离子体膨胀区域空气的约束作用,增加了等离子体内粒子间的碰撞几率以及能量交换几率,并且使离子-电子-原子的三体复合几率增加,因此造成原子谱线OⅠ777.2 nm与NⅠ821.6 nm谱线强度随着气体压强增大而增大,在80 kPa时谱线强度最高,随后谱线强度缓慢降低.而离子谱线N Ⅱ 500.5 nm谱线强度在40 kPa时达到最大值,气体压强大于40 kPa后,谱线强度随压强增加而逐渐降低.空气等离子体电子密度均随压强升高而增大,在80 kPa后增长速度变缓.等离子体电子温度在30 kPa时达到最大值,气体压强大于30 kPa后,等离子体电子温度逐渐降低.研究结果可为不同海拔高度的激光诱导空气等离子体特性的研究提供重要实验基础,为今后激光大气传输、大气组成分析提供重要的技术支持.     

SiH4激光等离子体内H谱线的线型研究

本工作利用光学多道分析仪(OMA Ⅲ)测量了脉冲TEA CO₂激光诱发的SiH₄等离子体内H Balmer系的H_α,H_σ和H_γ线的线型。结果表明,三条谱线的FWHM(半值全宽度)随跃迁上能级的主量子数的增加而增加,即△λ_1/2(H_α)<△λ_1/2(H_β)<△λ_1/2(H_γ)。通过对等离子体内各类加宽机制的讨论,得出等离子体内谱线的主要加宽机制为Stark加宽。由H_α线的实验线型与Stark加宽理论线型的拟合,得到等离子体的两个重要参量,平均电子密度N≈10¹⁷cm^-3,电子温度T≈40 000K。由H_β线的时间分辨测量得到等离子体的电子密度随时间的演变曲线。 关键词：     

Al激光等离子体的谱线展宽及线形研究

我们对Al激光等离子体的空间分辨光谱进行了研究。在2300—4000?波段观察到属于AlⅠ,AlⅡ及AlⅢ的近30条发射谱线。这些谱线的线宽及线移量随等离子体离开靶面的距离而变。我们选了五条不同离化态的谱线,根据Griem的理论公式及一部分实验数据,用半经验的方式对靶面附近的电子密度进行了粗略测量。发现不同离化态的Al原子谱线展宽数据之间符合较好,可以用来估算1×10¹⁷—5×10¹⁸cm^-3范围的等离子体电子密度。但有关线移的数据则符合得较差,特别是AlⅡ的3586?及AlⅢ的3610?。这有待进一步的研究。 关键词：     

激光能量对粉煤灰未燃碳测量的影响

搭建了基于激光诱导击穿光谱技术的成分分析应用研究台架,应用于粉煤灰未燃碳的检测,考察不同能量的脉冲激光烧蚀粉煤灰样品时的等离子体特性。使用多通道光纤光谱仪和CCD探测器对激光烧蚀形成的等离子体发射信号进行分光和探测。分析碳谱线强度、等离子体温度和电子密度随激光能量变化的趋势,掌握激光能量对粉煤灰未燃碳测量的影响规律。研究结果显示,随着激光能量的增大,碳谱线强度、等离子体温度和电子密度均先增大后减小,空气击穿明显增强。随后碳谱线强度的变化趋于平缓并开始下降。合适的激光能量可以增强等离子体发射信号,并避免强烈空气击穿的不利影响,有助于提高测量精度。     

多脉冲高能量强激光诱导产生Al等离子体发射光谱分析

 用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.064 μm激光,在空气环境下作用于金属Al诱导产生等离子体,获得了不同能量以及多次脉冲烧蚀下的Al等离子体发射光谱,分析了谱线强度与能量变化之间的关系,实验结果表明：随激光能量的增加,谱线的信号强度明显增强;对等离子体光谱进行Lorentz线型拟合,获取了谱线的半高宽,以此来计算电子密度,得到了电子密度及信号强度随多脉冲强激光诱导次数的增加而逐渐下降的演化规律。     

飞秒激光烧蚀硅表面产生等离子体的发射光谱研究

对中心波长为800 nm,脉宽为100 fs的激光脉冲烧蚀空气中硅(111)产生的等离子体发射光谱进行了时间和空间分辨研究. 结果表明,在等离子体羽膨胀初期(小于50 ns时间范围内),等离子体发射光谱主要由连续光谱构成,此后连续光谱强度逐渐减弱,线状光谱开始占主导地位;在羽体膨胀过程中离子谱线的存在时间短于原子谱线的存在时间. 由时间分辨发射光谱发现在羽体膨胀过程中等离子体辐射波长存在红移现象,波长红移量随时间演化呈二次指数衰减. 最后给出等离子体发射光谱谱线强度的时空演化规律. 关键词： 飞秒激光 脉冲激光烧蚀 等离子体 发射光谱     

Al等离子体类锂伴线的布居机制分析及实验应用

基于K壳层稳态碰撞辐射模型的程序,详细分析Al等离子体类锂伴线的主要布居机制,分别给出1s2p^{2 2}P-1s²2p²P,1s2s2p(¹S)²P-1s²2s²S与1s2p^{2 2}D-1s²2p² 关键词： 碰撞辐射模型 类锂伴线 线强比 激光等离子体     

Measurements of electron density, temperature and photoionization cross sections of the excited states of neon in a discharge plasma

In the present work emission and absorption spectroscopy have been used to determine the plasma parameters of neon in a hollow cathode discharge lamp. The excitation temperature is determined using the intensity ratio method and Boltzmann's plot method whereas the electron density is determined from the Stark broadening of the spectral lines. The behavior of the optogalvanic signal as a function of laser energy has been studied for three transitions from the 2p⁵3s [1/2]₂ metastable state following ΔJ=ΔK=0, ±1 dipole selection rules. The saturation technique has been used to measure the photoionization cross section from three intermediate states 2p⁵3p′ [1/2]_1, 2p⁵3p′ [3/2]₂ and 2p⁵3p [5/2]₃ up to the 2p^{5 2}P_1/2 ionization threshold.     

Measurement of cross-section of excitation transfer from 3s2 to 4s1 and 5s1 energy levels of neon

Collision induced non-radiative transitions in neon plasma have been studied using high intra-cavity radiation field of a 633 nm He-Ne laser. The transitions, induced from 3s ₂ energy level to 4s₁ and 5s₁ groups of energy levels, have been detected as changes in intensities of the spectral lines originating from these energy levels. From these intensity measurements, the quantities governing the transitions i.e. (i)S ₃ ^e /S _3RT , the ratio of the probabilities of electronic deexcitation to the total radiative deexcitation of energy level 3 (ii) 〈r ₂₃ ^e v _e〉, rate of excitation transfer per particle and (iii)S ₂₃ ^e , the total probability for excitation transfer from level 2 to level 3 at a certain value of electron density have been calculated.     

高离化类铍离子2s21S0—2s2p3P1(Z=10—103)自旋禁戒光谱跃迁

利用全相对论性多组态Dirac-Fock平均能级(MCDF-AL)方法系统地计算了高离化类铍离子自 旋禁戒2s^{2 1}S₀—2s2p³P₁(Z= 10—103)跃迁的能级间隔和跃迁概率,计算中考虑了重要的核的有限体积效应,Breit修正 和QED修正,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较,结果表明：高原子序数 的高荷电离子的自旋禁戒跃迁的跃迁概率和中性原子的电偶极E1的相当,在ICF和MC 关键词： 高离化态 跃迁概率     

Inner-shell excited quartet states in Li-like O<Superscript>5+</Superscript> and Ne<Superscript>7+</Superscript> ions

First laser spectroscopic measurements of the 6s5d³D₁-6s6p¹P₁ and 6s5d³D₂-6s6p¹P₁ transitions in several isotopes of atomic barium have been performed. The hyperfine structure of these transitions was optically resolved and isotope shifts for even and odd isotopes were determined. The isotope shifts show a deviation from their expected behavior for odd isotopes in an analysis based on King-plots. This observation puts atomic structure calculations at test because available theories do not predict this. A profound understanding of the wavefunctions for heavy alkaline earth systems like barium (Ba) and radium (Ra) is essential for a theoretical evaluation of their sensitivity to fundamental symmetry breaking effects such as they could be observed, e.g., through permanent electric dipole moments. Further the absolute frequency of the 6s^{2 1}S₀-6s6p³P₁ intercombination line in ¹³⁸Ba was determined to be 12 636.6232(1) cm^-1.     

Extreme ultraviolet and soft x-ray laser emission from Ni-like Nd ions

We use the energy levels, transition probabilities, and effective collision strengths for the states 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ and 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹ 4 l (l = s, p, d, and f) of a nickel-like Nd ion to determine reduced population for 55 fine-structure levels over a wide range of electron density values (from 10²⁰ to 4 · 10²² cm ⁻³) at various electron plasma temperatures in the range of 1–2 keV. We find the gain coefficients for those transitions with the positive population inversion factor and show their dependences on the electron density.     

Crystal field and spectrum of Pr4+ in BaPrO3

We have measured the absorption spectrum of BaPrO₃ in the spectral range 1900–11000 cm⁻¹. All the energy levels of the 4f electronic configuration of the Pr⁴⁺ ion in a crystal have been observed for the first time. We describe the total set of electron-nuclear states and the integral intensities of the magnetic dipole transitions of the Pr⁴⁺ in BaPrO₃ in the framework of the crystal field approximation. The crystal field parameters corresponding to the real orthorhombic symmetry of BaPrO₃ are obtained with the exchange charge model.