应用Hα线的Stark加宽测量激光诱导等离子体的电子密度学年论文_土木工程

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土木工程: 应用Hα线的Stark加宽测量激光诱导等离子体的电子密度学年论文
时间：2020/10/14 11:36:09 作者：来源：查看：0 评论：0
内容摘要： 应用Hα谱线的stark加宽测量激光诱导等离子体的电子密度姚海云李忠文（西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃兰州 730070）摘要：通过学习光谱分析法，了解了原子发射光谱的含义、产生原因，以及相关的参数；另一方面，熟悉了关于等离子体的概念，特点和产生方式...
应用Hα谱线的stark加宽测量激光诱导等离子体的电子密度
姚海云李忠文
（西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃兰州 730070）
摘要：通过学习光谱分析法，了解了原子发射光谱的含义、产生原因，以及相关的参数；另一方面，熟悉了关于等离子体的概念，特点和产生方式。此外，进一步了解了各种类型的光谱仪和光栅的作用。本次实验，是在潮湿空气中，用Nd：YAG脉冲激光嚣产生的1.06μm激光产生等离子体，并观测了其空间分辨的发射光谱．依据光谱线波长、相对强度等参教估算了沿靶面法线不同位置等离子体的电子温度．在此基础上，由Hα线的Stark加宽计算得到等离子体的电子密度．结果分析表明：利用环境气体的谱线测量复杂元素等离子体电子密度的方法是可行的．在距离靶面1.0mm的空间位置附近电子温度骤然降低、电子密度具有最大值的现象可以从激光诱导等离子体产生机制的角度得到定性解释．
关键词：电子密度；Stark 加宽；Hα线；等离子体
1引言
激光诱导击穿光谱是一种灵敏的分析技术, 较其它原子发射光谱技术要优越得多, 仅需少量样品且不需样品准备，在元素分析、珠宝产品的特性鉴定、土壤分析、脉冲激光薄膜沉积、药品质量控制等许多应用领域引起了人们的广泛关注。
电子密度是反映等离子体基本特性的参数之一，在等离子体诊断和应用中都起着重要的作用。本次实验中，通过利用激光打穿空气产生等离子体，通过对谱线的采集，并利用Origin软件对谱线进行分析，绘制出空气光谱图，计算出了电子密度，从而加深了对原子发射光谱的特点的理解。
2实验及理论方法
2.1实验
Nd:YAG激光器发出波长为1064nm、脉宽为10ns、重复频率为10Hz、功率密度为8.52×109Wcm-2的脉冲激光，经焦距为50mm的石英透镜会聚并击穿空气，等离子体经过透镜(f=70mm)等大成像于单色仪(MONO27,600/mm)的入射狭缝上。快速脉冲发生器发出高压脉冲使光学多道分析仪(OMA)的光电探头选通3.5ns的曝光时间，获得的高分辨率等离子体光谱在计算机上输出。
2.2 理论方法
2.2.1原子发射光谱
（1）原子发射光谱法

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