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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

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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

The mechanism of effect of lens-to-sample distance on laser-induced plasma

Liu Yue-Hua, Chen Ming, Liu Xiang-Dong, Cui Qing-Qiang, Zhao Ming-Wen
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  • 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.
    The analysis of nanosecond laser-induced plasma versus the lens-to sample distance(LTSD) is investigated by 532nm laser ablated Ti-Al alloys in air and vacuum condition. The results indicate that electron temperature and density increase rapidly with the LTSD changing from short distance to the focal length (f=111 mm). Moreover, the plasma parameters by laser ablation in vacuum condition will further increase with LTSD further increasing. As for ambient medium, the plasma parameters reach their maximum values at 107 mm and then substantially decrease. On the other hand, the electron temperature and density rise again, while the intensity of Ti(II)368.52 nm decreases rapidly when the LTSD extends 112 mm.
    • 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.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11105085, 11075097, 10974119), and the Excellent Youth and Middle Age Scientists Fund of Shandong Province (Grant No. BS2012CL024).
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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

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