發(fā)布時間：2018-01-07 21:40

  本文關(guān)鍵詞：激光誘導氮氣等離子體時間分辨光譜研究及溫度和電子密度測量　出處：《物理學報》2017年09期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： 激光誘導擊穿光譜 時間分辨 等離子體溫度 電子數(shù)密度

【摘要】：激光誘導擊穿光譜(LIBS)作為一種重要的分析手段被廣泛應(yīng)用于材料分析、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域.特別是隨著大氣污染問題的日趨嚴重,基于LIBS的大氣污染在線監(jiān)測分析技術(shù)快速發(fā)展,氮氣等離子體特性的時間演化規(guī)律對研究激光誘導大氣等離子體動力學和發(fā)展大氣污染監(jiān)測的LIBS技術(shù)具有重要意義.而溫度和電子數(shù)密度作為表征等離子體狀態(tài)最重要的參數(shù),直接影響著等離子體形成、膨脹和退化中的動力學過程以及等離子體中的能量傳輸效率.本文利用等離子體時間分辨光譜,研究了連續(xù)背景輻射、分子譜線強度及信背比(分子譜線與連續(xù)背景輻射的比值)在等離子體演化過程中的變化規(guī)律,結(jié)果顯示連續(xù)背景輻射壽命在700 ns左右,N_2~+(B~2Σ_u~+-X~2Σ_g~+,v:0-0)躍遷譜線強度在12—15μs范圍內(nèi)達到最大值,信背比隨時間呈現(xiàn)上升、穩(wěn)定的趨勢,因此利用N+2分子離子第一負帶系(B~2Σ_u~+-X~2Σ_g~+)研究等離子體溫度的觀測窗口應(yīng)選擇在10—25μs之間;基于雙原子光譜理論,通過擬合實測光譜和仿真光譜研究了大氣壓下激光誘導氮氣等離子體溫度隨時間的演化趨勢,由于輻射損耗遠小于碰撞作用,在10—28μs內(nèi)等離子體溫度從約10000 K按指數(shù)衰減到約6000 K;在準確測定儀器展寬線型的基礎(chǔ)上,利用Nelder-Mead單純形算法,研究了N原子746.831 nm譜線的Stark展寬和位移隨時間的演化趨勢,計算了等離子體中電子數(shù)密度隨時間在10~(17)—10~(16)cm~(-3)量級間衰減,通過分析發(fā)現(xiàn)造成等離子體中電子數(shù)衰減的主要機理是三體碰撞復(fù)合.
[Abstract]:Laser induced breakdown spectroscopy ( LIBS ) has been widely used in the fields of material analysis and environmental monitoring .

【作者單位】： 中國科學院光電技術(shù)研究所;中國科學院大學;電子科技大學光電信息學院;
【分類號】：O433
【正文快照】： 激光誘導擊穿光譜(LIBS)作為一種重要的分析手段被廣泛應(yīng)用于材料分析、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域.特別是隨著大氣污染問題的日趨嚴重,基于LIBS的大氣污染在線監(jiān)測分析技術(shù)快速發(fā)展,氮氣等離子體特性的時間演化規(guī)律對研究激光誘導大氣等離子體動力學和發(fā)展大氣污染監(jiān)測的LIBS技術(shù)具有重

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