论文摘要
通过测定无外加电场和有外加电场两种情况下的激光诱导Al等离子体空间分辨发射光谱,得到了发射光谱强度和谱线展宽的演化特性,并由此研究了电子密度随空间距离和外加电压的变化规律。此外,还探讨了激光脉冲能量的变化对发射光谱强度和谱线展宽的影响。主要内容有:(1)激光诱导Al等离子体的电子密度用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光,在低压环境下烧蚀金属Al靶,获得等离子体,并观测其空间分辨发射光谱;利用AlⅠ的两条发射谱线的Stark展宽计算了Al等离子体电子密度,分析了电子密度随空间的演化规律。结果发现:在靶面附近电子密度达到最大值,随着离靶面距离的增加,电子密度逐渐减小,从微观物理机制的分析推断:激光诱导等离子体的复合辐射是电子密度减少的主要原因。另外,还探讨了激光能量的变化对等离子体电子密度的影响。(2)外加电场对激光诱导Al等离子体发射光谱的影响在低压环境下,用Nd:YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光烧蚀金属Al靶获得等离子体,观测了在外加电场下其空间分辨发射光谱,并由此分析了谱线强度、谱线展宽随外加电压的变化情况。结果发现:原子谱线强度及展宽均随外加电压的增大明显增大,而离子谱线受外加电压的影响较小。分析推断:外加电场使非稳态等离子体中的电子作定向运动,加剧电子与原子之间的碰撞是上述结果的主要原因。此外,还讨论了外加电场对等离子体中电子密度的影响。