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激光诱导空气等离子体光谱时间演化特性的研究 被引量：4
1
作者 许鹤 袁萍 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期447-453,共7页
利用能量为150mJ和500mJ的激光击穿空气获得空气等离子体,依据光谱信息,计算得到等离子体电子温度,密度,并探讨了其时间演化特性,证实了在此过程中,复合相比电离居于主导地位.同时,结果表明:随着延迟时间的增加,谱线强度在300ns内迅速减... 利用能量为150mJ和500mJ的激光击穿空气获得空气等离子体,依据光谱信息,计算得到等离子体电子温度,密度,并探讨了其时间演化特性,证实了在此过程中,复合相比电离居于主导地位.同时,结果表明:随着延迟时间的增加,谱线强度在300ns内迅速减小,之后缓慢减小;电子密度和谱线强度的变化规律基本一致;电子温度的衰减近似呈现指数拟合线型,并且激光能量越高,电子温度的衰减越慢. 展开更多
关键词 激光诱导空气等离子体 时间演化 复合 电子温度 电子密度
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脉冲CO_2激光诱导空气等离子体的光谱诊断 被引量：4
2
作者 唐建 左都罗 +1 位作者 杨晨光 程祖海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期636-641,共6页
为了了解激光诱导等离子体的演化过程,得到等离子体的相关参量,采用横向激励大气压CO2激光器在抛物反射面中聚焦击穿空气形成等离子体,利用成像光谱仪和增强型CCD探测器对激光诱导等离子体进行了时间和空间分辨的实验分析,取得了激光诱... 为了了解激光诱导等离子体的演化过程,得到等离子体的相关参量,采用横向激励大气压CO2激光器在抛物反射面中聚焦击穿空气形成等离子体,利用成像光谱仪和增强型CCD探测器对激光诱导等离子体进行了时间和空间分辨的实验分析,取得了激光诱导空气等离子体的时间演化和空间分辨光谱。分别利用氧原子的线状谱和连续谱的比值及谱线半峰全宽计算得到电子温度达到了4×104K,电子密度在1018cm-3量级。结果表明,相比于低能量的激光诱导等离子体的辐射光谱,高能量激光诱导的等离子体则向外辐射出很强的连续光谱,同时,等离子体以激光支持爆轰波的形式快速向外膨胀,由于外围等离子体对激光能量的屏蔽作用,等离子体出现了空间分离的现象。该研究结果对理解等离子体和高能量脉冲激光的相互作用过程是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 光谱学 激光诱导等离子体 时间和空间分辨光谱 电子温度和电子密度
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纳秒激光诱导空气等离子体的红外辐射特性研究 被引量：2
3
作者 王兴生 苑莉薪 +3 位作者 李馨 王铭 高勋 林景全 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2698-2701,共4页
纳秒激光诱导空气等离子体存在从紫外、可见、近红外乃至射频微波的宽谱段辐射,但目前的研究大多关注紫外到可见波段的光谱辐射。激光等离子体作为一种新型的红外辐射源具有很多优势,相比于红外干扰弹以及红外干扰手段而言,空气等离子... 纳秒激光诱导空气等离子体存在从紫外、可见、近红外乃至射频微波的宽谱段辐射,但目前的研究大多关注紫外到可见波段的光谱辐射。激光等离子体作为一种新型的红外辐射源具有很多优势,相比于红外干扰弹以及红外干扰手段而言,空气等离子体红外辐射源可以灵活布置,成本低廉,因此研究空气等离子体的红外辐射特性就很有必要。针对目前脉冲激光诱导空气等离子体的红外干扰研究需要,对激光波长为532nm的纳秒脉冲激光诱导空气等离子体的红外辐射特性进行实验研究,探讨激光能量对空气等离子体红外辐射强度的影响规律,以及空气等离子体红外辐射的角度分布特性,分析了等离子体红外辐射的可能产生机制。实验结果表明,激光诱导空气等离子体在950~1700nm范围内的红外光谱为线状谱和连续谱的叠加。其中线状谱主要是氮和氧的中性原子谱线,并且氮原子红外辐射占主导。随着激光能量的增加,由于空气击穿产生的氧和氮原子数量增加,导致空气等离子体红外辐射的谱线强度逐渐增大。随着红外探测角度的变化,在探测角度为75°时,OⅠ1128.63nm和NⅠ1246.96和1362.42nm谱线强度达到最大,在探测角度为120°时,NⅠ1011.46和1053.96nm谱线强度达到最大,这是因为空气等离子体红外辐射强度随探测角度变化呈现空间非对称性,表明空气等离子体内不同粒子的空间分布呈现非对称性。 展开更多
关键词 纳秒脉冲激光 空气等离子体 红外辐射
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激光诱导铝等离子体结构演化及传播机制
4
作者 赵洋 张雷 +3 位作者 田志辉 张秀清 马维光 尹王保 《光学精密工程》 北大核心 2025年第13期1999-2007,共9页
搭建了具有1 ns时间分辨率和0.01 mm空间分辨率的高时空分辨等离子体瞬态成像系统。在氩气环境与10 GW/cm^(2)的激光条件下,实现了对铝等离子体中中性原子(AlⅠ/ArⅠ)和一次电离离子(AlⅡ/ArⅡ)的空间分布动态测量。实验结果表明,等离... 搭建了具有1 ns时间分辨率和0.01 mm空间分辨率的高时空分辨等离子体瞬态成像系统。在氩气环境与10 GW/cm^(2)的激光条件下,实现了对铝等离子体中中性原子(AlⅠ/ArⅠ)和一次电离离子(AlⅡ/ArⅡ)的空间分布动态测量。实验结果表明,等离子体呈狭长形态,其轴向膨胀速度高于径向速度。由于激光与氩气层的强耦合作用,冲击气体层呈现高电离度,氩离子会与铝蒸气羽核相互重叠,其形态特征符合激光支持爆轰波理论模型。还讨论了不同类型粒子的寿命,揭示了上能级能量差异与离子复合过程对激发态粒子布居数衰减速率的影响机制。该成像系统突破了传统成像技术采集强度为观测方向积分值的局限性,为观察等离子体粒子的分布结构和膨胀过程提供了新方法,所揭示的等离子体时空演化规律有望为高精度激光诱导击穿光谱应用提供理论支撑。 展开更多
关键词 激光光谱 激光诱导等离子体 激光支持爆轰波 粒子分布
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表面纳米化提升真空开关内激光诱导等离子体信号研究
5
作者 陈家伟 刘佳琪 +3 位作者 袁欢 杨爱军 王小华 荣命哲 《高压电器》 北大核心 2025年第8期32-38,共7页
针对真空开关带电检测中激光诱导等离子体技术灵敏度不足的问题,本研究提出一种基于金纳米粒子增强激光诱导等离子体的表面纳米化技术,系统研究了低气压下不同延迟时间、不同粒径的金纳米粒子对铜靶材光谱信号的增强规律。结果表明,金... 针对真空开关带电检测中激光诱导等离子体技术灵敏度不足的问题,本研究提出一种基于金纳米粒子增强激光诱导等离子体的表面纳米化技术,系统研究了低气压下不同延迟时间、不同粒径的金纳米粒子对铜靶材光谱信号的增强规律。结果表明,金纳米粒子在低气压下可显著增强光谱信号,并将检测限降低至10-4Pa,5nm粒径在100ns延迟时间下增强效果最优,最大增强倍数达13.55倍,平均增强倍数达到6.77倍。随着气压升高,增强效果呈线性下降,但金纳米粒子仍能有效抑制气压对等离子体辐射的负面影响。此外,金纳米粒子通过局域表面等离子体共振效应延长了等离子体信号持续时间,使等离子体束缚在膨胀的初始阶段,并提高辐射积分强度拟合精度R2至0.9998。本研究揭示了金纳米粒子在低气压下的增强机制,为真空断路器真空度在线检测提供更高的精度。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 纳米粒子 真空开关 真空度 信号增强 光谱分析 在线检测 局域表面等离子体共振
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TC4钛合金样品硬度对激光诱导等离子体温度的影响研究
6
作者 杨楠 程天乐 +2 位作者 史广源 皮雨欣 崔敏超 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期522-532,共11页
钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良特性,目前已被广泛应用于压气机盘和叶片制造等航空制造领域。然而,钛合金材料的硬度较低,在服役过程中极易出现摩擦损耗等问题,从而降低部件的使用寿命。因此,原位、实时的硬度监测对钛合金部... 钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良特性,目前已被广泛应用于压气机盘和叶片制造等航空制造领域。然而,钛合金材料的硬度较低,在服役过程中极易出现摩擦损耗等问题,从而降低部件的使用寿命。因此,原位、实时的硬度监测对钛合金部件在使用过程中的性能评估具有重要意义。本工作利用激光诱导击穿光谱(LIBS)对TC4钛合金样品热处理后的不同硬度进行了表征。实验结果发现,随着样品硬度增大,材料的激光诱导等离子体温度呈上升趋势,表明激光诱导等离子体温度可以作为金属硬度的重要表征参数。研究还进一步探究了材料硬度变化对等离子体温度影响的内在机理。 展开更多
关键词 光谱学 硬度检测 激光诱导击穿光谱 等离子体温度 TC4钛合金
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共轴双脉冲激光诱导击穿光谱等离子体辐射信号的增强机制 被引量：3
7
作者 赵芸怡 宋震 +5 位作者 王俊霄 张雷 马维光 董磊 尹王保 贾锁堂 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2029-2039,共11页
双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和... 双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和二维轴对称流体动力学的理论模型,并用它模拟了单脉冲LIBS和共轴双脉冲DP-LIBS激发条件下激光烧蚀铝镁合金产生等离子体及其辐照度的时空演化过程,对比了不同脉冲间隔下谱线强度的增强效果,分析了等离子体温度、各类粒子数密度的空间分布结构以及等离子体的屏蔽效应,并由此阐释了DP-LIBS的光谱信号增强机制。结果表明,共轴DP-LIBS诱导等离子体辐射信号的增强主要源于第二束激光增加了粒子数密度和等离子体温度,而等离子体的屏蔽效应主要出现在靶材表面的羽流层。这一研究为DP-LIBS实验研究和信号增强溯源提供了重要的理论基础,也能够帮助科研人员快速准确地优化DP-LIBS实验装置参数。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 辐射流体动力学模型 双脉冲激光诱导击穿光谱 激光烧蚀 信号增强机制
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不同气压下银纳米粒子增强激光诱导等离子体信号 被引量：1
8
作者 刘佳琪 柯伟 +3 位作者 袁欢 杨爱军 王小华 荣命哲 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
基于激光诱导击穿光谱技术实现带电检测真空开关真空度亦成为趋势,该技术可以达到10^(-3)Pa的检测能力。然而,现有激光诱导击穿光谱技术(LIBS)存在检测限较高、灵敏度较低等问题,因此提出一种基于金属纳米粒子的增强技术来提高真空开关... 基于激光诱导击穿光谱技术实现带电检测真空开关真空度亦成为趋势,该技术可以达到10^(-3)Pa的检测能力。然而,现有激光诱导击穿光谱技术(LIBS)存在检测限较高、灵敏度较低等问题,因此提出一种基于金属纳米粒子的增强技术来提高真空开关真空度带电检测精度。通过在样品表面涂覆银纳米粒子层,降低激光击穿阈值,提升信号谱线强度。研究了不同气压下激光诱导等离子体信号随延迟时间以及试剂浓度的变化规律,研究结果表明,银纳米粒子在常气压下对信号增强可达1~2个数量级,且浓度越高,增强效果越好。在低气压下,银纳米粒子的信号增强达到1~2倍,随着气压降低,增强倍数先增大后减小,且等离子体被激发时间早于大气压下。银纳米粒子对背景噪声辐射强度没有显著影响,因此使用银纳米粒子可以有效提高等离子体信号的信噪比,对真空开关真空度带电检测起到一定优化作用。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 真空度 激光诱导击穿光谱技术 纳米粒子增强 带电检测 等离子体
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基于激光诱导等离子体的真空开关真空度检测稳定性研究
9
作者 柯伟 袁欢 +3 位作者 刘佳琪 王小华 杨爱军 荣命哲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期561-569,共9页
基于激光诱导等离子体成像的真空开关真空度检测方法是一种非接触式真空度检测方法,有望实现安全可靠的真空开关真空度带电检测。但是,激光诱导等离子体的演化是一个十分复杂的物理过程,激光能量、等离子体测量延迟时间等因素直接影响... 基于激光诱导等离子体成像的真空开关真空度检测方法是一种非接触式真空度检测方法,有望实现安全可靠的真空开关真空度带电检测。但是,激光诱导等离子体的演化是一个十分复杂的物理过程,激光能量、等离子体测量延迟时间等因素直接影响了等离子体成像,对等离子体成像稳定性的影响需要进行更加深入的研究。为此采用相对标准偏差研究了等离子体成像平均次数、激光能量和等离子体测量延迟时间等对等离子体图像和等离子体辐射强度积分稳定性的影响。结果显示,多次成像平均得到的等离子体图像和辐射强度积分不随平均次数发生明显变化,可用于表征真空度。更重要的是,等离子体辐射强度积分的相对标准偏差随平均次数和激光能量的增加而单调下降,随延迟时间的增加而增大,这意味着对等离子体进行多次成像平均,增加激光能量,减小等离子体成像的延迟时间可以提高等离子体辐射强度积分的稳定性,有利于提高真空度检测精度。该研究为基于激光诱导等离子体成像的真空开关真空度检测方法的参数优化提供了指导,为该方法的实际工程应用奠定了实验基础。 展开更多
关键词 真空开关 真空度检测 激光诱导等离子体 等离子体辐射强度积分 等离子体稳定性
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基于激光诱导等离子体的Mach⁃Zehnder干涉法测量气体介质恢复特性的研究
10
作者 陈介夫 孙昊 +3 位作者 李刚 吴翊 高文 刘广义 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期199-205,共7页
在高压电器中,灭弧气体的应用十分广泛,气体的灭弧性能与其恢复特性息息相关。对于气体介质的灭弧性能测量,已有理论研究中的建模仿真方法以及一些直接或间接的测量电子密度的手段都存在较明显的缺点。为解决这一问题,文中通过Mach⁃Zehn... 在高压电器中,灭弧气体的应用十分广泛,气体的灭弧性能与其恢复特性息息相关。对于气体介质的灭弧性能测量,已有理论研究中的建模仿真方法以及一些直接或间接的测量电子密度的手段都存在较明显的缺点。为解决这一问题,文中通过Mach⁃Zehnder干涉法可以较为精确地测量出弧后各时间点的电子密度这一研究气体介质恢复特性的关键参数。同时考虑到断路器结构下新型气体介质测量成本高昂,文中设计了基于激光诱导等离子的气体介质恢复特性测量实验。通过该实验,对SF_(6)、CO_(2)和N_(2)的电子密度衰减特性进行测量,其电子密度的衰减速率特征值为SF(61)>CO(20.77)>N(20.72),并与已有结论进行对比,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 Mach⁃Zehnder干涉法 电子密度 气体介质恢复特性
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激光诱导等离子体加工蓝宝石微结构及其润湿性 被引量：1
11
作者 王晓光 温秋玲 +3 位作者 陈金鸿 黄国钦 崔长彩 姜峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期366-380,共15页
激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激... 激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激光诱导等离子体工艺参数对蓝宝石表面微结构接触角的影响,发现扫描线间距对接触角的影响最大,靶材和蓝宝石之间的距离和激光能量密度次之,扫描速度的影响最小。当激光能量密度为6.3 J/cm^(2),扫描线间距为200μm,靶材和蓝宝石之间的距离为150μm,扫描速度为10 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为136°,表现出良好的疏水性;当激光能量密度为7.4 J/cm^(2),扫描线间距为50μm,靶材和蓝宝石之间的距离为100μm,扫描速度为5 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为29°,具有较好的亲水性,并且长时间放置后表面接触角基本保持不变。通过扫描电镜观察发现,蓝宝石表面的微结构上分布着许多纳米颗粒,这些微纳结构共同影响蓝宝石的润湿性。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体烧蚀 蓝宝石 微结构 工艺参数 表面润湿性
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锌的激光诱导击穿光谱与等离子体温度研究
12
作者 张兴龙 张启航 刘玉柱 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期587-594,共8页
金属锌的探测工作对于诸多领域有着重要意义。本研究采用激光诱导击穿光谱技术对锌进行了检测分析,标记出锌在200~895 nm波段内的31条特征谱线。并且在不同激光能量下进行了多次探测,发现激光能量对于锌谱线的相对强度影响显著。同时计... 金属锌的探测工作对于诸多领域有着重要意义。本研究采用激光诱导击穿光谱技术对锌进行了检测分析,标记出锌在200~895 nm波段内的31条特征谱线。并且在不同激光能量下进行了多次探测,发现激光能量对于锌谱线的相对强度影响显著。同时计算了不同激光能量下的等离子体温度,发现等离子体温度随着激光能量的增加而逐渐升高。此外,研究了离子线与原子线强度比和等离子体温度的关系,结果表明,锌的离子线与原子线强度比和等离子体温度之间呈正相关趋势。 展开更多
关键词 光谱学 等离子体温度 激光诱导击穿光谱 光谱分析
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激光诱导击穿空气等离子体参数的光谱分析法 被引量：5
13
作者 汪桂霞 苏俊宏 +1 位作者 徐均琪 王青松 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1082-1086,共5页
空气等离子体的电子温度和密度对激光诱导空气击穿等离子体产生闪光过程的研究有着重要的意义,本文将纳秒Nd∶YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于大气中,诱导其产生等离子体闪光,并通过Avantes-ULS3648型9通道的光谱仪采集闪光光谱,通过光谱分... 空气等离子体的电子温度和密度对激光诱导空气击穿等离子体产生闪光过程的研究有着重要的意义,本文将纳秒Nd∶YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于大气中,诱导其产生等离子体闪光,并通过Avantes-ULS3648型9通道的光谱仪采集闪光光谱,通过光谱分析,研究了不同延迟时间下激光诱导击穿空气等离子体产生过程中的等离子体电子温度和电子密度的变化情况。根据同一元素不同峰值位发出的光谱,由相对强度比较法可以得出等离子体电子温度,由斯塔克展宽法可得到等离子体电子密度的变化,通过分析发现,等离子体电子温度和密度均随延迟时间的增大而下降。这些结果对研究强激光作用下空气击穿的气体动力理论机制有一定的科学意义。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱(LIBS) 空气等离子体 等离子体闪光 电子温度 电子密度
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激光诱导等离子体光谱元素成像技术研究进展及其在核材料检测领域的应用
14
作者 田雨薇 王远航 +3 位作者 高智星 何运 王钊 孙伟 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第6期739-748,共10页
激光诱导等离子体光谱(LIPS)元素成像技术以其具备测量不受辐射本底影响、测量速度快、样品制备相对简单、可远程分析放射性样品等优势在核材料检测领域展现出巨大的潜力。对激光诱导等离子体光谱元素成像技术的成像系统和数据处理两个... 激光诱导等离子体光谱(LIPS)元素成像技术以其具备测量不受辐射本底影响、测量速度快、样品制备相对简单、可远程分析放射性样品等优势在核材料检测领域展现出巨大的潜力。对激光诱导等离子体光谱元素成像技术的成像系统和数据处理两个方面进行综述,并对其研究进展和在核材料检测领域的应用进行综合分析,总结LIPS元素成像技术的优势与面临的挑战,对LIPS元素成像技术在核材料检测领域的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体光谱 元素成像技术 核材料检测
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金刚石等离子体刻蚀技术研究进展
15
作者 焦硕沛 张旭芳 +2 位作者 李明坤 张雪恰 张静 《表面技术》 北大核心 2025年第7期34-49,共16页
金刚石因其优越的电学、物理及化学性质,如超宽的禁带宽度、高硬度、高热导率和高稳定性,被广泛应用于电子器件、光学元件及微机电系统(MEMS)等领域。然而,由于其高度稳定的物理和化学性质,使得金刚石的加工具有极大的挑战性。在众多金... 金刚石因其优越的电学、物理及化学性质,如超宽的禁带宽度、高硬度、高热导率和高稳定性,被广泛应用于电子器件、光学元件及微机电系统(MEMS)等领域。然而,由于其高度稳定的物理和化学性质,使得金刚石的加工具有极大的挑战性。在众多金刚石刻蚀方法中,等离子体刻蚀技术因其高精度和低损伤的优势,成为金刚石微加工的重要手段。综述了不同类型等离子体刻蚀金刚石的研究进展,分别介绍了氧等离子体、氢等离子体以及其他混合气体的刻蚀特点,详细阐明了各种等离子体刻蚀金刚石的刻蚀机理。此外,还分析了影响刻蚀的主要因素,包括气压、功率、温度和金刚石类型等,这些参数共同决定了刻蚀的速率、粗糙度和选择比。最后,探讨了等离子体刻蚀拓展工艺的研究进展,说明了激光诱导等离子体刻蚀的工作原理和其在金刚石加工领域的应用前景,以及金属催化等离子体刻蚀的刻蚀机理及此方法在金刚石薄膜图案化上的应用前景。通过总结不同刻蚀气体及工艺参数对刻蚀效果的影响,本文旨在为实现对金刚石的精确刻蚀提供理论依据,并为不同用途的金刚石器件的制备提供参考。最后,展望了等离子体刻蚀技术在金刚石微纳加工领域的未来发展方向,包括新型刻蚀气体的探索、与其他加工技术的结合以及工艺参数的进一步优化。 展开更多
关键词 金刚石 等离子体刻蚀 微纳加工 金属催化 图案化 激光诱导
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甲烷/氢气/空气混合气激光诱导等离子体点火特性 被引量：3
16
作者 王朝君 黄诗晗 +2 位作者 胡二江 高群飞 黄佐华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2111-2121,共11页
利用定容燃烧弹实验平台结合高速摄像系统研究初始压力和掺氢比例对甲烷/氢气/空气稀燃混合气激光诱导等离子体点火特性的影响,获得不同条件下的击穿阈值、最小脉冲能量、火核发展图像和燃烧压力曲线变化。研究结果表明:随着初始压力降... 利用定容燃烧弹实验平台结合高速摄像系统研究初始压力和掺氢比例对甲烷/氢气/空气稀燃混合气激光诱导等离子体点火特性的影响,获得不同条件下的击穿阈值、最小脉冲能量、火核发展图像和燃烧压力曲线变化。研究结果表明:随着初始压力降低,击穿阈值和最小脉冲能量逐渐升高,燃烧峰值压力逐渐下降;随着掺氢比例增大,最小脉冲能量呈下降趋势,燃烧峰值压力和燃烧压力升高率均增大;火核第三瓣结构随着掺氢比例增大被抑制;随着掺氢比例增大,OH,N和O的发射光谱强度增强。在火核发展初期,随着掺氢比例增大,火焰传播速度加快,温度升高速率增大,H_(2)O和OH的摩尔分数增加,温度场以及各种生成物的空间分布更加均匀。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体点火 点火特性 甲烷 氢气 火核
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高真空激光等离子体的同步移相干涉诊断及仿真
17
作者 许贝贝 陆健 +2 位作者 张宏超 高楼 唐懋 《激光技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期14-19,共6页
为了解决在高真空环境下,等离子体膨胀迅速、外围羽流引起的条纹偏移小、单幅干涉条纹图难以检出的问题,采用同步移相干涉测试技术得到了1.333×10-4 Pa和1.333×10-3 Pa真空度下激光诱导铝等离子体电子密度分布;同时采用2维轴... 为了解决在高真空环境下,等离子体膨胀迅速、外围羽流引起的条纹偏移小、单幅干涉条纹图难以检出的问题,采用同步移相干涉测试技术得到了1.333×10-4 Pa和1.333×10-3 Pa真空度下激光诱导铝等离子体电子密度分布;同时采用2维轴对称流体动力学模型,对高真空环境下激光诱导等离子体的膨胀过程进行了数值仿真,得到了电子密度的2维分布,并分析了数值仿真结果存在偏差的原因及改进方法。结果表明,等离子体的中心电子密度在50 ns时下降至1.4×1020 cm-3;数值仿真结果与实验结果吻合较好,验证了模型的正确性。该研究为高真空下激光等离子体的研究提供了一定的参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光诱导等离子体 高真空 同步移相 电子密度 数值仿真
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激光诱导等离子体光学诊断方法研究综述 被引量：22
18
作者 李兴文 魏文赋 +2 位作者 吴坚 杨泽锋 韩嘉旬 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1788-1797,共10页
激光诱导等离子体是多种工业应用领域的研究热点,然而到目前为止人们对其基本物理过程的认识仍不完善。为此,综述了当前常用的激光诱导等离子体的光学诊断方法,从自辐射探测、关键参数计算、空间折射率分布等角度,分别从原理和技术方面... 激光诱导等离子体是多种工业应用领域的研究热点,然而到目前为止人们对其基本物理过程的认识仍不完善。为此,综述了当前常用的激光诱导等离子体的光学诊断方法,从自辐射探测、关键参数计算、空间折射率分布等角度,分别从原理和技术方面介绍了基于ICCD和条纹相机的可见光快速照相、发射光谱分析、激光阴影/纹影成像、激光干涉、以及汤姆逊散射等方法,并比较了不同诊断方法的优缺点。结合激光诱导等离子体自身的特点,分别指出了使用不同诊断方法时值得注意的地方,以及使用激光阴影、纹影和干涉成像时对激光探针参数的选择依据。给出了几种实验诊断方法的典型结果,并进行了结果的分析与讨论。结果表明:快速照相技术有助于获得直观的等离子体演化图像,而可见光谱诊断则可较为方便的定量获得等离子体特征参数;通过使用激光探针了等离子体的折射率场,有助于进一步分析其空间密度分布;而发展汤姆逊散射诊断技术,则能够获得更为准确和丰富的等离子体微观信息。需要注意的是,当利用可见光谱诊断技术计算分析等离子体参数时,要考虑特定时空环境下等离子体热平衡态的影响;使用激光探针诊断等离子体的折射率场时,要根据具体的等离子体对象选择合适的激光波长、能量、脉宽等探针参数。在未来的研究中,通过综合运用快速照相、空间光谱诊断和激光探针技术,可望进一步深入掌握等离子体中多组分粒子行为以及微观热平衡态的时空演化关系。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 快速照相 发射光谱 局部热平衡 激发温度 激光探针
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激光诱导Al等离子体温度随激光能量变化特性研究 被引量：13
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作者 张树东 陈冠英 +3 位作者 陈辉 刘亚楠 董晨钟 周士康 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期46-49,共4页
利用ＹＡＧ激光（波长１．０６ μｍ，脉宽为１０ｎｓ）烧蚀Ａｌ靶产生的三条 ＡｌⅢ等离子体谱线 （４５．９２ｎｍ； ４５１．２５ｎｍ； ４１５．０１ｎｍ）；在局部热力学平衡近似下，利用玻尔兹曼图，测定了等离子体电子温度在不 ... 利用ＹＡＧ激光（波长１．０６ μｍ，脉宽为１０ｎｓ）烧蚀Ａｌ靶产生的三条 ＡｌⅢ等离子体谱线 （４５．９２ｎｍ； ４５１．２５ｎｍ； ４１５．０１ｎｍ）；在局部热力学平衡近似下，利用玻尔兹曼图，测定了等离子体电子温度在不 同激光能量下的变化特性．随着激光能量的增加，电子温度从１４８００Ｋ近似单调的上升到２００００Ｋ；随后反而有所 下降．在电子温度达最高时，连续辐射谱强度并未达最大值．同时还观测到，Ａｌ的原子谱线和离子谱线强度随激光 能量有不同的变化特点．利用玻尔兹曼图的最小二乘方拟合，测得Ａｌ Ⅲ谱线４４７．９９ ｎｍ（４ｆ２Ｆ７／２－５ｇ２Ｇ９／２） 跃迁的几率约为（１０．４±０．８）ｘ１０８ 展开更多
关键词 AL激光等离子体 热力学平衡 能量变化特性 激光诱导
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基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布 被引量：24
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作者 吴淑群 董熙 +2 位作者 裴学凯 岳远富 卢新培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期82-94,共13页
由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自... 由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自由基和O原子的寿命时间分别为1ms和3ms,远大于脉冲放电持续时间;采用拟合衰减曲线法,得到OH自由基的绝对密度为1012~1013cm-3;发现离喷嘴口越远,OH自由基和O原子密度越低。然而,即使距离喷嘴口数cm的地方,仍然存在大量的OH自由基和O原子;OH自由基和O原子的密度随激励频率和脉冲电压幅值的增加而升高,随H_2O含量和O_2含量的升高而出现先增大后减小的趋势。其中,当氦气中H_2O含量为0.012%时,OH自由基密度达到最大值。当氦气中O2含量为0.5%时,O原子密度达到最大值。本文研究为调控和优化低温等离子体射流中OH自由基和O原子密度提供重要科学依据。 展开更多
关键词 大气压低温等离子体射流 激光诱导荧光 活性粒子 等离子体医学 OH自由基 O原子 等离子体活性
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