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激光烧蚀铁靶的等离子体特性

中国激光 2010年第3期37卷 877-881页

作者：高勋郭凯敏宋晓伟谭勇厉宝增李海军林景全长春理工大学理学院吉林长春130022 包头师范学院物理科学与技术学院内蒙古包头014030

利用YAG脉冲激光烧蚀（PLA）空气环境中的Fe靶,观测激光诱导等离子体发射光谱。采用不同脉冲能量,对380.0~420.0 nm的等离子体发射光谱进行了时间、空间分辨研究。在局部热力学平衡条件下,根据所测谱线的相对强度,利用Saha方程得到等离... 详细信息

利用YAG脉冲激光烧蚀（PLA）空气环境中的Fe靶,观测激光诱导等离子体发射光谱。采用不同脉冲能量,对380.0~420.0 nm的等离子体发射光谱进行了时间、空间分辨研究。在局部热力学平衡条件下,根据所测谱线的相对强度,利用Saha方程得到等离子体电子温度约为104K。根据测得谱线的半峰全宽（FWHM）,推得等离子体电子密度约为1017cm-3。给出了靶面附近等离子体电子温度、电子密度的时间及空间演化规律。

关键词：激光技术激光烧蚀等离子体发射光谱电子温度电子密度

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激光烧蚀聚甲醛的热-化学耦合模型及其验证

物理学报 2014年第10期63卷 412-420页

作者：李干程谋森李小康国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073

针对激光辐照聚甲醛的烧蚀现象,建立了一种包含升温、相变、热解及热解产物飞散等过程的热-化学耦合模型.采用无规热解模型描述聚甲醛升温后的热解过程,给出了不同热解率下热解产物的组成.利用基团贡献法计算烧蚀产物组分的热力学性质,... 详细信息

针对激光辐照聚甲醛的烧蚀现象,建立了一种包含升温、相变、热解及热解产物飞散等过程的热-化学耦合模型.采用无规热解模型描述聚甲醛升温后的热解过程,给出了不同热解率下热解产物的组成.利用基团贡献法计算烧蚀产物组分的热力学性质,并按照混合法则确定烧蚀产物混合物的名义标准沸点和临界温度.当烧蚀产物温度低于临界温度时,以液态蒸发机理表征热解产物的烧蚀,用Knudsen层关系式计算烧蚀质量;反之热解产物飞散由气体动力学机理控制,采用间断守恒关系及Jouguet条件描述烧蚀进程.本模型可给出激光辐照下聚甲醛的烧蚀质量、烧蚀温度、烧蚀产物组成和不同机理的烧蚀比率.与实验结果对比表明,当激光能量密度小于30 J/cm2时本模型能准确地描述烧蚀过程.

关键词：激光烧蚀聚甲醛热-化学耦合临界温度

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激光烧蚀固体碳氢材料的离子组分分离研究

物理学报 2023年第7期72卷 277-286页

作者：陆云杰陶弢赵斌郑坚中国科学技术大学等离子体物理与聚变工程系合肥230026 南京工程学院数学与物理系南京211167 上海交通大学 IFSA协同创新中心上海200240

本文从双离子组分等离子体的Landau-Fokker-Planck方程出发,通过Chapman-Enskog方法约化得到离子输运方程,求得双离子组分等离子体的离子输运系数,给出了计及离子扩散的完备离子流体方程;再结合一维辐射流体力学程序Multi-1D模拟得到的... 详细信息

本文从双离子组分等离子体的Landau-Fokker-Planck方程出发,通过Chapman-Enskog方法约化得到离子输运方程,求得双离子组分等离子体的离子输运系数,给出了计及离子扩散的完备离子流体方程;再结合一维辐射流体力学程序Multi-1D模拟得到的烧蚀层的宏观状态,研究了激光烧蚀固体碳氢材料时的组分分离现象.计算结果显示,离子组分分离对等离子体流体演化的影响小,基本可以忽略;但对于敏感依赖于离子组分的其他物理过程,如汤姆孙散射,离子组分分离的影响显著,这意味着研究激光等离子体相互作用时,离子组分分离必须予以考虑.

关键词：等离子体输运过程组分分离激光烧蚀辐射流体模拟

激光烧蚀掺杂金属聚合物羽流屏蔽特性数值研究

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物理学报 2016年第19期65卷 260-268页

作者：段兴跃李小康程谋森李干国防科学技术大学航天科学与工程学院长沙410073 解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007

激光烧蚀推进中,烧蚀羽流对入射激光的屏蔽效应是影响推进性能的重要因素;当采用掺杂金属聚合物作为工质时,易电离金属掺杂物的引入,使屏蔽效应更加明显.本文建立了激光烧蚀掺杂金属聚合物羽流飞散及电离、屏蔽模型,计算了3—40 J/cm^2... 详细信息

激光烧蚀推进中,烧蚀羽流对入射激光的屏蔽效应是影响推进性能的重要因素;当采用掺杂金属聚合物作为工质时,易电离金属掺杂物的引入,使屏蔽效应更加明显.本文建立了激光烧蚀掺杂金属聚合物羽流飞散及电离、屏蔽模型,计算了3—40 J/cm^2激光烧蚀掺杂微米铝颗粒聚甲醛工质的比冲,与实验数据对比表明模型能够有效模拟掺杂聚合物羽流的屏蔽特性.获得了不同激光能量密度下的电子数密度、吸收系数分布及屏蔽系数时间变化曲线.结果表明:低激光能量密度(5 J/cm^2)时,羽流屏蔽效应以未完全分解聚合物短链对入射激光能量的吸收为主;高激光能量密度(20 J/cm^2)下,羽流电子数密度逐步增大至1020m^(-3),形成明显的等离子体吸收,屏蔽系数的时间变化特征复杂.本文对掺杂金属聚合物烧蚀羽流的屏蔽特性进行了定量研究,可为激光烧蚀推进性能优化提供参考.

关键词：激光烧蚀掺杂金属聚合物屏蔽特性聚甲醛

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激光烧蚀金属Al诱导发光的动力学研究

物理学报 2008年第4期57卷 2314-2319页

作者：黄庆举茂名学院物理系茂名525000

利用时间分辨的光谱测量技术,测定了XeCl紫外激光在不同条件下烧蚀金属Al诱导产生光谱线及其强度随时间的分布.结果表明:等离子体辐射光谱线由原子光谱线、一价离子光谱线及连续辐射背景光组成.Al原子光谱线的辐射强度与持续时间为最大... 详细信息

利用时间分辨的光谱测量技术,测定了XeCl紫外激光在不同条件下烧蚀金属Al诱导产生光谱线及其强度随时间的分布.结果表明:等离子体辐射光谱线由原子光谱线、一价离子光谱线及连续辐射背景光组成.Al原子光谱线的辐射强度与持续时间为最大,一价离子光谱线次之,以连续辐射背景光为最小.对激光烧蚀金属诱导发光的机理进行了探讨.等离子体中连续辐射背景光来自高能电子的韧致辐射和电子与离子的复合,原子光谱线和一价离子光谱线主要来自等离子体中电子与离子的复合.用此机理定性地解释了所观察到的实验现象.

关键词：激光烧蚀时间分辨光谱辐射机理金属AJ

激光烧蚀金属氯化物的发光光谱和飞行时间质谱研究

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高等学校化学学报 1996年第2期17卷 286-289页

作者：周鸣飞王朝辉施世明秦启宗复旦大学激光化学研究所

测定了３５５ｎｍ紫外线光烧蚀ＡｇＣｌ，ＣｕＣｌ和ＣｕＣｌ２产生的等离子体发光光谱顺３００～５００ｎｍ范围内的发光谱线可归属为激光态金属原子的发射线，飞行时间质谱测定表明激光烧蚀产生的正，负离子主要有Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｕ２... 详细信息

测定了３５５ｎｍ紫外线光烧蚀ＡｇＣｌ，ＣｕＣｌ和ＣｕＣｌ２产生的等离子体发光光谱顺３００～５００ｎｍ范围内的发光谱线可归属为激光态金属原子的发射线，飞行时间质谱测定表明激光烧蚀产生的正，负离子主要有Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｕ２Ｃｌ＾＋，Ｃｕ２Ｃｌ２＾＋，Ｃｕ３Ｃｌ２及Ｃｌ，ＡｇＣｌ，ＡｇＣｌ２，Ａｇ２Ｃｌ３，ＣｕＣｌ，ＣｕＣｌ２，Ｃｕ２Ｃｌ３等，对激光烧蚀机理也进行了讨论。

关键词：激光烧蚀金属氯化物发光光谱质谱

激光烧蚀-双光束二极管激光原子吸收光谱法测定固体样品中的铀同位素比

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光谱学与光谱分析 2004年第10期24卷 1244-1247页

作者：刘洪涛张展霞 Quentmeier A Niemax K 中山大学化学与化学工程学院广东广州510275 Institute of Spectrochemistry and Applied Spectroscopy(ISAS)

以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ... 详细信息

以两个二极管激光作为光源 ,采用激光烧蚀双光束二极管激光原子吸收光谱法测定了2 3 5U/ 2 3 8U同位素比。实验对用于样品烧蚀的Nd :YAG激光聚焦点位置进行了优化 ,在同时满足一定原子化程度和较高2 3 5U 6 82 6 736nm信背比的原则下 ,选择了聚焦点位置低于样品表面 0 4cm作为分析条件。测量2 3 5U/ 2 3 8U同位素比的精密度和准确度分别为 5 %和 2 % ,2 3 5U检测限为 18μg·g-1。结果表明 ,双光束检测法能消除激光烧蚀脉冲间信号波动对测量重现性的影响。

关键词：激光烧蚀双光束二极管激光原子吸收光谱法固体铀同位素比

激光烧蚀Al靶产生的等离子体中辐射粒子的速度及激波

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物理学报 2001年第8期50卷 1512-1516页

作者：张树东张为俊西北师范大学物理系兰州730070 中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥230031

在低真空条件下 (5Pa) ,通过测量脉冲激光烧蚀平面Al靶产生的等离子体辐射谱的时间分辨特征 ,得到辐射粒子速度的空间分布 .在激光脉冲宽度为 10ns,烧蚀斑直径为 2 0 0 μm ,靶面上功率密度分别为 1.91× 10 1 0 ,5 .10×10 1 0 和 7.6 ... 详细信息

在低真空条件下 (5Pa) ,通过测量脉冲激光烧蚀平面Al靶产生的等离子体辐射谱的时间分辨特征 ,得到辐射粒子速度的空间分布 .在激光脉冲宽度为 10ns,烧蚀斑直径为 2 0 0 μm ,靶面上功率密度分别为 1.91× 10 1 0 ,5 .10×10 1 0 和 7.6 4× 10 1 0 W cm2 时 ,测得辐射粒子Al的速度均在 10 6 cm s量级 ,且随着靶面径向距离的增大而近似呈指数衰减 .在距靶面的相同距离处 ,激光功率密度的增大反而使速度减小 .利用激波模型 (shockwavemodel)较好地解释了实验结果。

关键词：激光等离子体平面Al靶粒子速度分布激波激光烧蚀

激光烧蚀Al热原子与CF_4,CCl_4,CH_2Br_2反应中激发态C_2的形成

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光谱学与光谱分析 2004年第11期24卷 1281-1284页

作者：张树东李海洋中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学实验室

脉冲激光烧蚀平面铝靶产生的热原子与气相CF4,CCl4,CH2Br2的碰撞反应中,在430～600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱,它们可归属为Swan带的d3Πg=a3Πu跃迁中Δv=2,1,0,-1,-2五个振动序列(v′≤6)。谱强度分析表明,C2激发态可很好的... 详细信息

脉冲激光烧蚀平面铝靶产生的热原子与气相CF4,CCl4,CH2Br2的碰撞反应中,在430～600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱,它们可归属为Swan带的d3Πg=a3Πu跃迁中Δv=2,1,0,-1,-2五个振动序列(v′≤6)。谱强度分析表明,C2激发态可很好的用热平衡描述,其振动温度达6000K左右。同时在Δv=0和-1的振动带间观测到振荡的谱峰,它们是转动谱线叠加的结果。激光烧蚀Al产生的等离子体在膨胀中产生的激波及其本身的动能与反应气体碰撞使其解离产生C,然后复合形成C2。C2激发态d可能是通过激发态的Al(2S)经近共振传能产生,也不排除在有足够碰撞能下优先形成C2激发态b,再通过与d态的v′=6能级交叉无辐射跃迁而进入d态。

关键词：激发态原子激光烧蚀辐射跃迁碰撞反应能级解离 CH 热原 CCl4