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飞秒激光低压N2等离子体特性的实验研究

刘小亮 孙少华 曹瑜 孙铭泽 刘情操 胡碧涛

飞秒激光低压N2等离子体特性的实验研究

刘小亮, 孙少华, 曹瑜, 孙铭泽, 刘情操, 胡碧涛
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  • 在低于一个标准大气压的条件下对飞秒激光产生的N2等离子体光谱进行了实验研究.结果表明, 各种样品气压下的激光N2等离子体光谱均表现为连续谱和线状谱的叠加.随着样品气压的降低, 连续谱和原子谱线的强度经历了由缓慢增强发展为缓慢降低再到迅速降低的过程, 而正一价离子谱线强度呈现逐步增强的特征.在气压低于0.3 atm (1 atm=101325 Pa)时, 出现了正二价态的离子谱线. 给出了低压N2等离子体对于飞秒激光传输和能量吸收的物理特性, 并初步讨论了低压等离子体通道特性.这些结果有助于加深了解飞秒激光等离子体的特性和机理, 特别是给出了在实验上测量不同价态离子光谱的条件, 为今后的研究提供了有益的实验依据.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:91026021)资助的课题.
    [1]

    Meyand R G, Hanght A F 1963 Phys. Rev. Lett. 11 401

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    Miziolek A, Palleschi V, Schechter I 2006 Laser-induced Breakdown Spectroscopy (New York: Cambridge University) p171

    [4]

    Turcu I C E, Gower M C, Huntington P 1996 Opt. Commun. 134 66

    [5]

    Phuoc T X 2000 Opt. Commun. 175 419

    [6]

    Yalcin S, Crosley D R, Smith G P, Faris G W 1999 Appl. Phys. B 68 121

    [7]

    Hahn D W 1998 Phys. Rev. Lett. 72 2960

    [8]

    Stancu G D, Kaddouri F, Lacoste D A, Laux C O 2010 J. Phys. D: Appl. Phys. 43 124002

    [9]

    Sattmann R, Monch I, Krause H, Noll R, Couris S, Hatziapostolou A, Mavromanklakis A, Fotakis C, Larrauri E, Miguel R 1998 Appl. Spectrosc. 52 456

    [10]

    Rusak D A, Castle B C, Smith B W 1997 Crit. Rev. Anal. Chem. 27 257

    [11]

    Liu Z Y, Ding P J, Shi Y C, Lu X, Sun S H, Liu X L, Liu Q C, Ding B W, Hu B T 2012 Opt. Express 20 8837

    [12]

    Bindhu C V, Harilal S S, Tillack M S, Najmabadi F, Gaeris A C 2003 J. Appl. Phys. 94 7402

    [13]

    Glumac N, Elliott G 2007 Opt. Laser Eng. 45 7

    [14]

    Wang X L, Zhang N, Zhao Y B, Li Z L, Zhai H C, Zhu X N 2008 Acta Phys. Sin. 57 354 (in Chinese) [王晓雷, 张楠, 赵友博, 李智磊, 翟宏琛, 朱晓农 2008 物理学报 57 354]

    [15]

    Zhu Z Q, Wang X L 2011 Acta Phys. Sin. 60 085205 (in Chinese) [朱竹青, 王晓雷 2011 物理学报 60 085205]

    [16]

    Guo K M, Gao X, Hao Z Q, Lu Y, Sun C K, Lin J Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 075212 (in Chinese) [郭凯敏, 高勋, 郝作强, 鲁毅, 孙长凯, 林景全 2012 物理学报 61 075212]

    [17]

    Li X Y, Lin Z X, Liu Y Y, Chen Y Q, Gong S S 2004 Acta Opt. Sin. 24 1051 (in Chinese) [李小银, 林兆祥, 刘煜炎, 陈扬锓, 龚顺生 2004 光学学报 24 1051]

    [18]

    Lin Z X, Wu J Q, Gong S S 2006 Acta Phys. Sin. 55 5892 (in Chinese) [林兆祥, 吴金泉, 龚顺生 2006 物理学报 55 5892]

    [19]

    Dyachkov L G, Golubev O A, Kobzev G A, Vargin A N 1978 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 20 175

    [20]

    Armstrong R A, Lucht R A, Rawlins W T 1983 Appl. Opt. 22 1573

  • [1]

    Meyand R G, Hanght A F 1963 Phys. Rev. Lett. 11 401

    [2]

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    Hahn D W 1998 Phys. Rev. Lett. 72 2960

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    Wang X L, Zhang N, Zhao Y B, Li Z L, Zhai H C, Zhu X N 2008 Acta Phys. Sin. 57 354 (in Chinese) [王晓雷, 张楠, 赵友博, 李智磊, 翟宏琛, 朱晓农 2008 物理学报 57 354]

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    [7] 刘厚通, 毛敏娟. 一种无需定标的地基激光雷达气溶胶消光系数精确反演方法. 物理学报, 2019, 68(7): 074205. doi: 10.7498/aps.68.20181825
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    [10] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [11] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-03
  • 修回日期:  2012-08-23
  • 刊出日期:  2013-02-20

飞秒激光低压N2等离子体特性的实验研究

  • 1. 兰州大学核科学与技术学院, 兰州 730000
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:91026021)资助的课题.

摘要: 在低于一个标准大气压的条件下对飞秒激光产生的N2等离子体光谱进行了实验研究.结果表明, 各种样品气压下的激光N2等离子体光谱均表现为连续谱和线状谱的叠加.随着样品气压的降低, 连续谱和原子谱线的强度经历了由缓慢增强发展为缓慢降低再到迅速降低的过程, 而正一价离子谱线强度呈现逐步增强的特征.在气压低于0.3 atm (1 atm=101325 Pa)时, 出现了正二价态的离子谱线. 给出了低压N2等离子体对于飞秒激光传输和能量吸收的物理特性, 并初步讨论了低压等离子体通道特性.这些结果有助于加深了解飞秒激光等离子体的特性和机理, 特别是给出了在实验上测量不同价态离子光谱的条件, 为今后的研究提供了有益的实验依据.

English Abstract

参考文献 (20)

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