搜索

文章查询

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

激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究

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

刘玉峰, 丁艳军, 彭志敏, 黄宇, 杜艳君
PDF
导出引用
导出核心图
  • 空气等离子体的时间行为对空气环境下激光诱导等离子体形成过程的研究有重要意义. 本文将纳秒Nd:YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于一个大气压的空气中,诱导其产生等离子体. 利用具有纳秒时间分辨功能的PI-MAX-II型ICCD,采用时间分辨光谱方法,研究了大气环境下激光诱导等离子体的时间行为. 大气环境下的激光诱导等离子体光谱广泛分布于300–900 nm范围内,并且是由带状光谱和线状光谱叠加而成的. 根据美国国家标准与技术研究院原子发射谱线数据库,对等离子体光谱中的氧、氮、氢等元素的特征谱线进行了识别和归属. 给出了激光诱导击穿大气等离子体光谱随时间演化的直观图像,根据空气等离子体发射谱线计算了等离子体电子温度和等离子体电子密度. 这些结果对于提高在大气环境下进行的在线测量结果的准确性和精确性具有重要的科学意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51206086,51176085)资助的课题.
    [1]

    Henry C A, Diwakar P K, Hahn D W 2007 Spectrochim. Acta B 62 1390

    [2]

    Li Z C, Zheng J, Ding Y K, Yin Q, Jiang X H, Li S W, Guo L, Yang D, Wang Z B, Zhang H, Liu Y G, Zhan X Y, Tang Q 2010 Chin. Phys. B 19 125202

    [3]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [4]

    Zhang L, Dong Q L, Wang S J, Sheng Z M, Zhang J 2010 Chin. Phys. B 19 078701

    [5]

    Zhang N, Bao W X, Yang J H, Zhu X N 2013 Chin. Phys. B 22 054209

    [6]

    Zhou Q H, Dong Z W 2013 Acta Phys. Sin. 62 205201 (in Chinese) [周前红, 董志伟 2013 物理学报 62 205201]

    [7]

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

    [8]

    Lin Z X, Li X Y, Cheng X W, Li F Q, Gong S S 2003 Spectrosc. Spect. Anal. 23 421 (in Chinese) [林兆祥, 李小银, 程学武, 李发泉, 龚顺生 2003 光谱学与光谱分析 23 421]

    [9]

    Lu X, Xi T T, Li Y J, Zhang J 2004 Acta Phys. Sin. 53 3404 (in Chinese) [鲁欣, 奚婷婷, 李英竣, 张杰 2004 物理学报 53 3404]

    [10]

    Hao Z Q, Zhang J, Li Y T, Lu X, Yuan X H, Zheng Z Y, Wang Z H, Ling W J, Wei Z Y 2005 Appl. Phys. B 80 627

    [11]

    Martin F, Mawassi R, Vidal F, Gallimberti I, Comtois D, Pepin H, Kieffer J C, Mercure H P 2002 Appl. Spectrosc. 56 1444

    [12]

    Lin Z X, Wu J Q, Sun F L, Gong S S 2010 Appl. Opt. 49 C80

    [13]

    Bekefi G 1966 Radiation Processes in Plasmas (New York: Wiley) pp25-35

    [14]

    David W K, Saum K A 1973 J. Appl. Phys. 44 5328

    [15]

    Robert J N 1995 Appl. Spectrosc. 49 1490

    [16]

    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]

    [17]

    Ding H L, Gao L X, Zheng H Y, Wang Y P, Huang T, Ding L, Zhang W J, Fang L 2010 Spectrosc. Spect. Anal. 30 l (in Chinese) [丁慧林, 高立新, 郑海洋, 王颖萍, 黄腾, 丁蕾, 张为俊, 方黎 2010 光谱学与光谱分析 30 l]

    [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]

    Pandhija S, Rai N K, Rai A K, Thakur S N 2010 Appl. Phys. B 98 231

    [20]

    Shaikh N M, Hafeez S, Rashid B, Baig M A 2007 Eur. Phys. J. D 44 371

    [21]

    Kondo H 2012 Spectrochim. Acta B 73 20

    [22]

    Ahmed A I K 2013 Opt. Laser Technol. 45 443

  • [1]

    Henry C A, Diwakar P K, Hahn D W 2007 Spectrochim. Acta B 62 1390

    [2]

    Li Z C, Zheng J, Ding Y K, Yin Q, Jiang X H, Li S W, Guo L, Yang D, Wang Z B, Zhang H, Liu Y G, Zhan X Y, Tang Q 2010 Chin. Phys. B 19 125202

    [3]

    Wang R R, Chen W M, Wang W, Dong J Q, Xiao S L 2010 Chin. Phys. B 19 075202

    [4]

    Zhang L, Dong Q L, Wang S J, Sheng Z M, Zhang J 2010 Chin. Phys. B 19 078701

    [5]

    Zhang N, Bao W X, Yang J H, Zhu X N 2013 Chin. Phys. B 22 054209

    [6]

    Zhou Q H, Dong Z W 2013 Acta Phys. Sin. 62 205201 (in Chinese) [周前红, 董志伟 2013 物理学报 62 205201]

    [7]

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

    [8]

    Lin Z X, Li X Y, Cheng X W, Li F Q, Gong S S 2003 Spectrosc. Spect. Anal. 23 421 (in Chinese) [林兆祥, 李小银, 程学武, 李发泉, 龚顺生 2003 光谱学与光谱分析 23 421]

    [9]

    Lu X, Xi T T, Li Y J, Zhang J 2004 Acta Phys. Sin. 53 3404 (in Chinese) [鲁欣, 奚婷婷, 李英竣, 张杰 2004 物理学报 53 3404]

    [10]

    Hao Z Q, Zhang J, Li Y T, Lu X, Yuan X H, Zheng Z Y, Wang Z H, Ling W J, Wei Z Y 2005 Appl. Phys. B 80 627

    [11]

    Martin F, Mawassi R, Vidal F, Gallimberti I, Comtois D, Pepin H, Kieffer J C, Mercure H P 2002 Appl. Spectrosc. 56 1444

    [12]

    Lin Z X, Wu J Q, Sun F L, Gong S S 2010 Appl. Opt. 49 C80

    [13]

    Bekefi G 1966 Radiation Processes in Plasmas (New York: Wiley) pp25-35

    [14]

    David W K, Saum K A 1973 J. Appl. Phys. 44 5328

    [15]

    Robert J N 1995 Appl. Spectrosc. 49 1490

    [16]

    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]

    [17]

    Ding H L, Gao L X, Zheng H Y, Wang Y P, Huang T, Ding L, Zhang W J, Fang L 2010 Spectrosc. Spect. Anal. 30 l (in Chinese) [丁慧林, 高立新, 郑海洋, 王颖萍, 黄腾, 丁蕾, 张为俊, 方黎 2010 光谱学与光谱分析 30 l]

    [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]

    Pandhija S, Rai N K, Rai A K, Thakur S N 2010 Appl. Phys. B 98 231

    [20]

    Shaikh N M, Hafeez S, Rashid B, Baig M A 2007 Eur. Phys. J. D 44 371

    [21]

    Kondo H 2012 Spectrochim. Acta B 73 20

    [22]

    Ahmed A I K 2013 Opt. Laser Technol. 45 443

  • [1] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [2] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [3] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [4] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [5] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [6] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
    [7] 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
    [8] 周峰, 蔡宇, 邹德峰, 胡丁桐, 张亚静, 宋有建, 胡明列. 钛宝石飞秒激光器中孤子分子的内部动态探测. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191989
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 周旭聪, 石尚, 李飞, 孟庆田, 王兵兵. 利用双色激光场下域上电离谱鉴别H32+ 两种不同分子构型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200013
    [12] 张继业, 张建伟, 曾玉刚, 张俊, 宁永强, 张星, 秦莉, 刘云, 王立军. 高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备. 物理学报, 2020, 69(5): 054204. doi: 10.7498/aps.69.20191787
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  573
  • PDF下载量:  1212
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-14
  • 修回日期:  2014-06-02
  • 刊出日期:  2014-10-20

激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究

  • 1. 清华大学热能系, 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室, 北京 100084;
  • 2. 华北电力大学控制与计算机工程学院, 保定 071003
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51206086,51176085)资助的课题.

摘要: 空气等离子体的时间行为对空气环境下激光诱导等离子体形成过程的研究有重要意义. 本文将纳秒Nd:YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于一个大气压的空气中,诱导其产生等离子体. 利用具有纳秒时间分辨功能的PI-MAX-II型ICCD,采用时间分辨光谱方法,研究了大气环境下激光诱导等离子体的时间行为. 大气环境下的激光诱导等离子体光谱广泛分布于300–900 nm范围内,并且是由带状光谱和线状光谱叠加而成的. 根据美国国家标准与技术研究院原子发射谱线数据库,对等离子体光谱中的氧、氮、氢等元素的特征谱线进行了识别和归属. 给出了激光诱导击穿大气等离子体光谱随时间演化的直观图像,根据空气等离子体发射谱线计算了等离子体电子温度和等离子体电子密度. 这些结果对于提高在大气环境下进行的在线测量结果的准确性和精确性具有重要的科学意义.

English Abstract

参考文献 (22)

目录

    /

    返回文章
    返回