激光等離子體已被廣泛應(yīng)用于EUV光源、水窗生物成像、激光誘導擊穿光譜、激光離子源、激光脈沖沉積等諸多領(lǐng)域。激光等離子體狀態(tài)診斷技術(shù)的研究對上述領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用推廣起著至關(guān)重要的作用。本論文利用高精度的時空分辨光譜測量方法,通過對實驗光譜中特征譜線展寬和線移的時空演化行為分析,開展了基于譜線展寬和線移方法的激光等離子體狀態(tài)診斷研究,具體工作如下:一、對激光等離子體譜線宏觀上表現(xiàn)出的展寬和線移現(xiàn)象的成因做了解釋。著重討論了激光等離子體中譜線的主導展寬機制—Stark展寬,對適用于計算原子和一次離化離子譜線的Stark展寬半經(jīng)驗公式、適用于更高電荷態(tài)離子譜線的修正的半經(jīng)驗公式做了詳細說明。同時對其他展寬機制的成因,計算方法和對譜線輪廓的貢獻進行了介紹。并對Stark效應(yīng)產(chǎn)生的譜線線移進行了理論計算,獲得了Be II和Ca II離子譜線線移隨溫度的變化規(guī)律。二、利用上述的理論方法,通過可見譜儀并結(jié)合激光等離子體時空分辨光譜測量裝置,獲得了激光Al和Si等離子體發(fā)射光譜。基于空氣環(huán)境中Al原子譜線的展寬,診斷了激光Al等離子體在不同延遲時間下的電子密度,獲得了該等離子體電子密度的演化規(guī)律,并...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 等離子體及其參量表述
    1.2 激光等離子體及其產(chǎn)生過程
        1.2.1 激光等離子體簡介
        1.2.2 激光等離子體產(chǎn)生過程介紹
    1.3 激光等離子體的特征及相關(guān)應(yīng)用
    1.4 激光等離子體診斷方法的研究現(xiàn)狀和意義
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 診斷方法及其比較
    1.5 本文的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 譜線展寬與線移
    2.1 基本原理與分析方法
    2.2 研究現(xiàn)狀
    2.3 半經(jīng)驗方法和修正的半經(jīng)驗方法
    2.4 其他的展寬機制
        2.4.1 自然展寬
        2.4.2 Doppler展寬
        2.4.3 儀器展寬
        2.4.4 范德瓦爾斯展寬
        2.4.5 Voigt線型
    2.5 等離子體電子溫度
        2.5.1 局域熱力學平衡(LTE)
        2.5.2 Boltzmann法
        2.5.3 Saha-Boltzmann法
    2.6 譜線線移
    2.7 小結(jié)
第3章 實驗裝置與方案設(shè)計
    3.1 實驗裝置搭建
    3.2 激光器及激光能量測量系統(tǒng)
        3.2.1 激光器
        3.2.2 激光能量計
    3.3 光譜測量系統(tǒng)
        3.3.1 光柵光譜儀
        3.3.2 掠入射真空極紫外光譜儀
        3.3.3 ICCD探測器
    3.4 時間分辨測量
    3.5 空間分辨測量
    3.6 靶面二維移動系統(tǒng)
    3.7 靶面平整度測試
    3.8 譜線展寬和線移測量
    3.9 小結(jié)
第4章 可見波段譜線展寬和線移分析
    4.1 激光Al等離子體原子譜線分析及其狀態(tài)診斷
        4.1.1 實驗裝置及光譜測量
        4.1.2 實驗結(jié)果分析
    4.2 激光Si等離子體高電荷態(tài)離子譜線研究及其狀態(tài)參數(shù)診斷
        4.2.1 激光Si等離子體時空分辨光譜測量
        4.2.2 電子溫度診斷
        4.2.3 電子密度診斷
        4.2.4 LTE的有效性檢驗
    4.3 小結(jié)
第5章 基于EUV波段譜線展寬的激光等離子體電子密度診斷
    5.1 實驗裝置
    5.2 實驗結(jié)果分析
    5.3 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果



本文編號：3858584