搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

透镜到靶材的距离对脉冲激光诱导等离子体的影响机理研究

刘月华 陈明 刘向东 崔清强 赵明文

透镜到靶材的距离对脉冲激光诱导等离子体的影响机理研究

刘月华, 陈明, 刘向东, 崔清强, 赵明文
PDF
导出引用
  • 采用高功率抽运调Q激光器分别在真空和空气中烧蚀Ti-Al合金靶材激发等离子体, 研究了在不同气体压强下透镜到靶材的距离对等离子体参数的影响机理对于焦距为111 mm的聚焦透镜, 当透镜到靶材距离小于透镜焦距时, 随着距离逐渐接近焦距, 真空和空气中电子温度、电子密度和谱线强度均逐渐增强. 当透镜到靶材距离大于透镜焦距时, 真空中, 电子温度和电子密度仍然继续升高, 而谱线强度却变化不大. 空气中, 等离子体参数却有不同的演化特性: 等离子体的电子温度、电子密度和谱线强度在透镜到靶材距离为107 mm 时达到最大值, 当距离继续增大时, 均呈现出迅速下降的趋势, 当透镜到靶材距离大于112 mm时, 电子温度和电子密度又有明显上升, 特征谱线强度却大幅下降.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11105085, 11075097, 10974119)和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号: BS2012CL024)资助的课题.
    [1]

    Fabienne Boué-Bigne 2008 Spectrochimica Acta B 63 1122

    [2]

    Kokanović I, J R Cooper, M Matusiak 2009 Phys. Rev. Lett. 102 187002

    [3]

    Yu B H, Dai N L, Wang Y, Li Y H, Ji L L, Zheng Q G, Lu P X 2007 Acta Phys. Sin. 56 5821 (in Chinese) [余本海, 戴能利, 王英, 李玉华, 季玲玲, 郑启光, 陆培祥 2007 物理学报 56 5821]

    [4]

    Tsing-Hua Her, Richard J Finlay, Claudia Wu, Shrenik Deliwala, Eric Mazur 1998 Appl. Phys. Lett. 73 1673

    [5]

    Sun D X, Su M G, Dong C Z, Wang X L, Zhang D C, Ma X W 2010 Acta Phys. Sin. 59 4571 (in Chinese) [孙对兄, 苏茂根, 董晨钟, 王向丽, 张大成, 马新文 2010 物理学报 59 4571]

    [6]

    Yang H D, Li X H, Li G Q, Yuan C H, Tang D C, Xu Q, Qiu R, Wang J B 2011 Acta Phys. Sin. 60 027901 (in Chinese) [杨宏道, 李晓红, 李国强, 袁春华, 唐多昌, 徐琴, 邱蓉, 王俊波 2011 物理学报 60 027901]

    [7]

    Ohtsu N, Yamane M, Kodama K, Wagatsuma K 2010 Appl. Surf. Sci. 257 691

    [8]

    Liu Z Q, Leusink D P, Wang X, L W M, Gopinadhan K, Annadi A, Zhao Y L, Huang X L, Zeng S W, Huang Z, Srivastava A, Dhar S, Venkatesan T, Ariando 2011 Phys. Rev. Lett. 107 146802

    [9]

    Chichkov B N, Momma C, Nolte S, Von Alvenseleben F, Tnnermann A 1996 Appl. Phys. A 63 109

    [10]

    Zijie Yan, Ruqiang Bao, Yong Huang, A N Caruso, Syed B Qadri, Cerasela Zoica Dinu, Douglas B Chrisey 2010 J. Phys. Chem. C 114 3869

    [11]

    Hongqiang Wang, Naoto Koshizaki, Liang Li 2011 Adv. Mater. 23 1865

    [12]

    Zhu D H, Ni X W, Chen J P, Zhang H C 2011 Spectrosc Spec Anal 31 319 (in Chinese) [朱德华, 倪晓武, 陈建平, 张宏超 2011 光谱学与光谱分析 31 319]

    [13]

    Lin Z X, Li J, Lu J D, Liu L M 2009 J. Huazhong Univ. of Sci. & Tech. (Natural Science Edition) 37 17 (in Chinese) [林兆祥, 李捷, 陆继东, 刘林美 2009 华中科技大学学报 (自然科学版) 37 17]

    [14]

    Chen J Z, Zhao S R, Wei Y H, Guo Q L, Huai S F 2005 Spectrosc Spec Anal 25 1693 (in Chinese) [陈金忠, 赵书瑞, 魏艳红, 郭庆林, 怀素芳 2005 光谱学与光谱分析 25 1693]

    [15]

    Aguilera J A, Bengoechea J, Aragón C 2004 Spectrochimica Acta B 59 461

    [16]

    Aguilera J A, Aragón C 2008 Spectrochimica Acta Part B 63 793

    [17]

    Li J, Lu J D, Lin Z X, Gong S S, Xie C L, Chang L, Yang L F, Li P Y 2009 Optics & Laser Technology 41 907

    [18]

    Dong Hyoung Lee, Tae Hyeong Kim, Euo Chang Jung, Jong II Yun 2011 Appl Phys A 104 863

    [19]

    Cheng J, Perrie W, Sharp M, Edwardson S P, Semaltianos N G 2009 Appl. Phys. A 95 739

    [20]

    Yuan B, Gong Z B, Shen S B 1999 Laser Journal 20 33 (in Chinese) [袁斌, 龚知本, 沈书泊 1999 激光杂志 20 33]

    [21]

    Niinomi M 2003 Biomaterial 24 2673

    [22]

    Griem H R 1964 Plasma Spectroscopy, (New York: McGraw-Hill)

    [23]

    Chen M, Liu X D, Yang X M, Zhao M W, Sun Y M, Qi H J, Chen X F, Xu X G 2008 Phys. Lett. A 372 5891

    [24]

    Tankosić D, Popović L, Dimitrijević M 2001 Atomic Data and Nuclear Data Tables 77 277

    [25]

    Ying M J 2003 Ph. D. Dissertation (Jinan: Shandong University) (in Chinese) [英敏菊 2003 博士学位论文 (济南: 山东大学)]

    [26]

    Chen M, Liu X D, Zhao M W, Sun Y M 2009 Opt. Lett. 34 2682

    [27]

    Monge E M, Aragón C, Aguilera J A 1999 Appl. Phys. A 69 S691

    [28]

    Aragón C, Aguilera J A 2008 J. Appl. Phys 103 01331

  • [1]

    Fabienne Boué-Bigne 2008 Spectrochimica Acta B 63 1122

    [2]

    Kokanović I, J R Cooper, M Matusiak 2009 Phys. Rev. Lett. 102 187002

    [3]

    Yu B H, Dai N L, Wang Y, Li Y H, Ji L L, Zheng Q G, Lu P X 2007 Acta Phys. Sin. 56 5821 (in Chinese) [余本海, 戴能利, 王英, 李玉华, 季玲玲, 郑启光, 陆培祥 2007 物理学报 56 5821]

    [4]

    Tsing-Hua Her, Richard J Finlay, Claudia Wu, Shrenik Deliwala, Eric Mazur 1998 Appl. Phys. Lett. 73 1673

    [5]

    Sun D X, Su M G, Dong C Z, Wang X L, Zhang D C, Ma X W 2010 Acta Phys. Sin. 59 4571 (in Chinese) [孙对兄, 苏茂根, 董晨钟, 王向丽, 张大成, 马新文 2010 物理学报 59 4571]

    [6]

    Yang H D, Li X H, Li G Q, Yuan C H, Tang D C, Xu Q, Qiu R, Wang J B 2011 Acta Phys. Sin. 60 027901 (in Chinese) [杨宏道, 李晓红, 李国强, 袁春华, 唐多昌, 徐琴, 邱蓉, 王俊波 2011 物理学报 60 027901]

    [7]

    Ohtsu N, Yamane M, Kodama K, Wagatsuma K 2010 Appl. Surf. Sci. 257 691

    [8]

    Liu Z Q, Leusink D P, Wang X, L W M, Gopinadhan K, Annadi A, Zhao Y L, Huang X L, Zeng S W, Huang Z, Srivastava A, Dhar S, Venkatesan T, Ariando 2011 Phys. Rev. Lett. 107 146802

    [9]

    Chichkov B N, Momma C, Nolte S, Von Alvenseleben F, Tnnermann A 1996 Appl. Phys. A 63 109

    [10]

    Zijie Yan, Ruqiang Bao, Yong Huang, A N Caruso, Syed B Qadri, Cerasela Zoica Dinu, Douglas B Chrisey 2010 J. Phys. Chem. C 114 3869

    [11]

    Hongqiang Wang, Naoto Koshizaki, Liang Li 2011 Adv. Mater. 23 1865

    [12]

    Zhu D H, Ni X W, Chen J P, Zhang H C 2011 Spectrosc Spec Anal 31 319 (in Chinese) [朱德华, 倪晓武, 陈建平, 张宏超 2011 光谱学与光谱分析 31 319]

    [13]

    Lin Z X, Li J, Lu J D, Liu L M 2009 J. Huazhong Univ. of Sci. & Tech. (Natural Science Edition) 37 17 (in Chinese) [林兆祥, 李捷, 陆继东, 刘林美 2009 华中科技大学学报 (自然科学版) 37 17]

    [14]

    Chen J Z, Zhao S R, Wei Y H, Guo Q L, Huai S F 2005 Spectrosc Spec Anal 25 1693 (in Chinese) [陈金忠, 赵书瑞, 魏艳红, 郭庆林, 怀素芳 2005 光谱学与光谱分析 25 1693]

    [15]

    Aguilera J A, Bengoechea J, Aragón C 2004 Spectrochimica Acta B 59 461

    [16]

    Aguilera J A, Aragón C 2008 Spectrochimica Acta Part B 63 793

    [17]

    Li J, Lu J D, Lin Z X, Gong S S, Xie C L, Chang L, Yang L F, Li P Y 2009 Optics & Laser Technology 41 907

    [18]

    Dong Hyoung Lee, Tae Hyeong Kim, Euo Chang Jung, Jong II Yun 2011 Appl Phys A 104 863

    [19]

    Cheng J, Perrie W, Sharp M, Edwardson S P, Semaltianos N G 2009 Appl. Phys. A 95 739

    [20]

    Yuan B, Gong Z B, Shen S B 1999 Laser Journal 20 33 (in Chinese) [袁斌, 龚知本, 沈书泊 1999 激光杂志 20 33]

    [21]

    Niinomi M 2003 Biomaterial 24 2673

    [22]

    Griem H R 1964 Plasma Spectroscopy, (New York: McGraw-Hill)

    [23]

    Chen M, Liu X D, Yang X M, Zhao M W, Sun Y M, Qi H J, Chen X F, Xu X G 2008 Phys. Lett. A 372 5891

    [24]

    Tankosić D, Popović L, Dimitrijević M 2001 Atomic Data and Nuclear Data Tables 77 277

    [25]

    Ying M J 2003 Ph. D. Dissertation (Jinan: Shandong University) (in Chinese) [英敏菊 2003 博士学位论文 (济南: 山东大学)]

    [26]

    Chen M, Liu X D, Zhao M W, Sun Y M 2009 Opt. Lett. 34 2682

    [27]

    Monge E M, Aragón C, Aguilera J A 1999 Appl. Phys. A 69 S691

    [28]

    Aragón C, Aguilera J A 2008 J. Appl. Phys 103 01331

  • [1] 高勋, 宋晓伟, 郭凯敏, 陶海岩, 林景全. 飞秒激光烧蚀硅表面产生等离子体的发射光谱研究. 物理学报, 2011, 60(2): 025203. doi: 10.7498/aps.60.025203
    [2] 唐京武, 黄笃之, 易有根. Au激光等离子体X射线发射光谱的理论研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7769-7774. doi: 10.7498/aps.59.7769
    [3] 朱竹青, 王晓雷. 飞秒激光空气等离子体发射光谱的实验研究. 物理学报, 2011, 60(8): 085205. doi: 10.7498/aps.60.085205
    [4] 蒲昱东, 杨家敏, 靳奉涛, 张璐, 丁永坤. 辐射输运实验中的Al等离子体发射光谱研究. 物理学报, 2011, 60(4): 045210. doi: 10.7498/aps.60.045210
    [5] 高著秀, 冯春华, 杨宣宗, 黄建国, 韩建伟. 微小碎片加速器同轴枪内等离子体轴向速度研究. 物理学报, 2012, 61(14): 145201. doi: 10.7498/aps.61.145201
    [6] 牛田野, 曹金祥, 刘 磊, 刘金英, 王 艳, 王 亮, 吕 铀, 王 舸, 朱 颖. 低温氩等离子体中的单探针和发射光谱诊断技术. 物理学报, 2007, 56(4): 2330-2336. doi: 10.7498/aps.56.2330
    [7] 王英龙, 卢丽芳, 闫常瑜, 褚立志, 周 阳, 傅广生, 彭英才. 具有窄光致发光谱的纳米Si晶薄膜的激光烧蚀制备. 物理学报, 2005, 54(12): 5738-5742. doi: 10.7498/aps.54.5738
    [8] 杜永权, 刘文耀, 朱爱民, 李小松, 赵天亮, 刘永新, 高飞, 徐勇, 王友年. 双频容性耦合等离子体相分辨发射光谱诊断. 物理学报, 2013, 62(20): 205208. doi: 10.7498/aps.62.205208
    [9] 刘玉峰, 丁艳军, 彭志敏, 黄宇, 杜艳君. 激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究. 物理学报, 2014, 63(20): 205205. doi: 10.7498/aps.63.205205
    [10] 黄 松, 辛 煜, 宁兆元. 使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1653-1658. doi: 10.7498/aps.54.1653
    [11] 刘玉峰, 张连水, 和万霖, 黄宇, 杜艳君, 蓝丽娟, 丁艳军, 彭志敏. 激光诱导击穿火焰等离子体光谱研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045202. doi: 10.7498/aps.64.045202
    [12] 蔡颂, 陈根余, 周聪, 周枫林, 李光. 脉冲激光烧蚀材料等离子体反冲压力物理模型研究与应用. 物理学报, 2017, 66(13): 134205. doi: 10.7498/aps.66.134205
    [13] 吴 迪, 宫 野, 刘金远, 王晓钢, 刘 悦, 马腾才. 强流脉冲离子束烧蚀等离子体向背景气体中喷发的数值研究. 物理学报, 2007, 56(1): 333-337. doi: 10.7498/aps.56.333
    [14] 夏志林, 郭培涛, 薛亦渝, 黄才华, 李展望. 短脉冲激光诱导薄膜损伤的等离子体爆炸过程分析. 物理学报, 2010, 59(5): 3523-3530. doi: 10.7498/aps.59.3523
    [15] 张端明, 关 丽, 李智华, 钟志成, 侯思普, 杨凤霞, 郑克玉. 脉冲激光制膜过程中等离子体演化规律的研究. 物理学报, 2003, 52(1): 242-246. doi: 10.7498/aps.52.242
    [16] 谭新玉, 张端明, 李智华, 关 丽, 李 莉. 纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3915-3921. doi: 10.7498/aps.54.3915
    [17] 张秋菊, 武慧春, 王兴海, 盛政明, 张 杰. 超短激光脉冲在等离子体中的分裂以及类孤子结构的形成. 物理学报, 2007, 56(12): 7106-7113. doi: 10.7498/aps.56.7106
    [18] 张 民, 吴振森. 脉冲波在空间等离子体介质中传播的矩分析及其应用. 物理学报, 2007, 56(10): 5937-5944. doi: 10.7498/aps.56.5937
    [19] 邹丹旦, 蔡智超, 吴鹏, 李春华, 曾晗, 张红丽, 崔春梅. 脉冲放电产生螺旋流注的等离子体特性研究. 物理学报, 2017, 66(15): 155202. doi: 10.7498/aps.66.155202
    [20] 卢新培, 潘垣, 张寒虹. 水中脉冲放电等离子体通道特性及气泡破裂过程. 物理学报, 2002, 51(8): 1768-1772. doi: 10.7498/aps.51.1768
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1877
  • PDF下载量:  668
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-23
  • 修回日期:  2012-08-29
  • 刊出日期:  2013-01-05

透镜到靶材的距离对脉冲激光诱导等离子体的影响机理研究

  • 1. 山东大学物理学院和晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11105085, 11075097, 10974119)和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号: BS2012CL024)资助的课题.

摘要: 采用高功率抽运调Q激光器分别在真空和空气中烧蚀Ti-Al合金靶材激发等离子体, 研究了在不同气体压强下透镜到靶材的距离对等离子体参数的影响机理对于焦距为111 mm的聚焦透镜, 当透镜到靶材距离小于透镜焦距时, 随着距离逐渐接近焦距, 真空和空气中电子温度、电子密度和谱线强度均逐渐增强. 当透镜到靶材距离大于透镜焦距时, 真空中, 电子温度和电子密度仍然继续升高, 而谱线强度却变化不大. 空气中, 等离子体参数却有不同的演化特性: 等离子体的电子温度、电子密度和谱线强度在透镜到靶材距离为107 mm 时达到最大值, 当距离继续增大时, 均呈现出迅速下降的趋势, 当透镜到靶材距离大于112 mm时, 电子温度和电子密度又有明显上升, 特征谱线强度却大幅下降.

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回