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激光诱导放电等离子体极紫外辐射的模拟
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作者 王均武 玄洪文 +2 位作者 俞航航 王新兵 Vassily S.Zakharov 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-265,共8页
极紫外光刻是目前新一代超高集成度半导体芯片制造流程中重要的一环,激光诱导放电等离子体是极紫外光源产生的重要技术手段之一.本文基于全局状态方程、原子结构计算程序、碰撞辐射模型建立了一个辐射磁流体力学模型,对激光诱导放电等... 极紫外光刻是目前新一代超高集成度半导体芯片制造流程中重要的一环,激光诱导放电等离子体是极紫外光源产生的重要技术手段之一.本文基于全局状态方程、原子结构计算程序、碰撞辐射模型建立了一个辐射磁流体力学模型,对激光诱导放电等离子体的动力学特性及极紫外的辐射特性进行模拟,模拟复现了放电过程中的箍缩现象,得到的极紫外光的转化效率与实验符合.研究发现放电电流的上升速率对极紫外光的产生有极大的影响,该结果对后续极紫外光输出功率、转化效率以及光谱纯度的提升有重要的指导意义. 展开更多
关键词 辐射磁流体力学 激光诱导放电等离子体 碰撞辐射模型 极紫外光
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激光诱导放电加工中的延时放电现象实验研究 被引量:4
2
作者 王之桐 杨明江 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期29-32,共4页
本文研究在空气中使用 1 0 6 μmYAG激光在毫米量级上触发和诱导放电的现象。比较了有、无激光触发的U50 ,在不同的延时下测量U50 和击穿时间 ,研究不同延时下等离子体的触发和诱导放电能力 。
关键词 激光诱导放电加工 延时放电现象 实验研究 YAG激光 等离子体
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激光诱导放电等离子体羽辉的研究 被引量:2
3
作者 王均武 王新兵 左都罗 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期173-177,共5页
为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性,建立了一套基于脉冲CO2激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置,采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄,并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量,得到... 为了研究激光诱导放电等离子体的膨胀特性,建立了一套基于脉冲CO2激光诱导锡靶放电等离子体极紫外光源装置,采用增强型电荷耦合器件对羽辉进行拍摄,并采用1维真空电弧模型对实验结果进行了理论说明。实验中改变放电电压和激光能量,得到了不同条件下时间分辨的羽辉图像。结果表明,在激光能量140mJ、放电电压10kV的条件下,获得了稳定的放电等离子体;等离子体的羽辉形态与电流存在对应关系,经历了形成、膨胀、收缩、再次膨胀和消散的不同阶段,放电电压和诱导激光能量对羽辉大小、稳定性和形成时间有影响。此研究有助于提高激光诱导放电等离子体光源的稳定性以及极紫外光的输出功率。 展开更多
关键词 激光技术 激光诱导放电等离子体 羽辉图像
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激光诱导放电等离子体极紫外光源的研究
4
作者 王均武 玄洪文 +1 位作者 王新兵 Vassily S.Zakharov 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期172-179,共8页
极紫外光源在半导体制造中的掩模检测、显微成像以及光谱计量等环节中有着重要的应用。激光诱导放电等离子体是产生极紫外光源的重要技术手段之一,搭建了一套二氧化碳激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置,对产生的极紫外光谱进行了收... 极紫外光源在半导体制造中的掩模检测、显微成像以及光谱计量等环节中有着重要的应用。激光诱导放电等离子体是产生极紫外光源的重要技术手段之一,搭建了一套二氧化碳激光诱导放电产生锡等离子体的实验装置,对产生的极紫外光谱进行了收集探测,并结合辐射磁流体动力学模拟对极紫外的辐射特性进行了分析。实验对比了激光等离子体和放电等离子体的极紫外辐射特性的区别,发现放电电压对激光诱导放电等离子体极紫外光的带内辐射强度有着重要影响。模拟发现,当电压为15 kV时,极紫外辐射总能量达到65.0 mJ,转化效率达到0.23%,光谱纯度达到1.69%。 展开更多
关键词 激光光学 激光诱导放电等离子体 极紫外光 辐射磁流体动力学 转化效率
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YAG激光诱导放电复合毛化坑形貌研究 被引量:5
5
作者 占剑 杨明江 《应用激光》 CSCD 北大核心 2007年第2期85-87,共3页
从机理上讨论了激光诱导放电采用阴极性放电可改善放电坑形貌,并从实验上得出放电坑直径在不同放电介质下随放电脉宽的变化关系。当工件表面涂层为聚四氟乙烯时,研究了放电坑由单坑变为多坑形貌的原因是电脉冲后期通道中电子供给不足,... 从机理上讨论了激光诱导放电采用阴极性放电可改善放电坑形貌,并从实验上得出放电坑直径在不同放电介质下随放电脉宽的变化关系。当工件表面涂层为聚四氟乙烯时,研究了放电坑由单坑变为多坑形貌的原因是电脉冲后期通道中电子供给不足,电弧由聚集型过渡到扩散型,导致阳极斑点不稳定。 展开更多
关键词 激光诱导放电 形貌 脉宽 阳极斑点
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激光诱导放电材料表面离散处理研究 被引量:1
6
作者 王之桐 杨明江 +2 位作者 周终强 石茂 韩延良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2131-2138,共8页
研究了激光诱导放电(LGD)材料表面离散处理的机理和加工方法。在机理研究中发现激光诱导在大尺度上(放电点间隔)和小尺度上(放电点内部)都抑制了放电的随机性,实现了放电点位置的设定,增加了强化深度,提高了放电点的一致性。在LGD表面... 研究了激光诱导放电(LGD)材料表面离散处理的机理和加工方法。在机理研究中发现激光诱导在大尺度上(放电点间隔)和小尺度上(放电点内部)都抑制了放电的随机性,实现了放电点位置的设定,增加了强化深度,提高了放电点的一致性。在LGD表面毛化研究中,发现随着峰值电流的升高,毛化坑凸起高度和毛化表面粗糙度(SRa)随之增大,毛化坑凸起的硬度达到1000 HV。在LGD表面强化研究中,发现通过控制放电电流和脉冲宽度能够获得不同径深比的强化点横截面形貌。在长脉冲宽度下强化点的径深比相似,高电流下的强化点直径更大,强化层更深,低电流则相反。在短脉冲宽度下强化点的深度相似,而高电流的径深比更大,低电流则相反。 展开更多
关键词 激光技术 激光诱导放电 表面离散处理 表面毛化 表面强化
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YAG激光诱导放电表面离散强化形貌实验研究 被引量:1
7
作者 王之桐 周终强 +1 位作者 石茂 杨明江 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1118-1121,共4页
实验研究了YAG激光诱导放电(LGD)表面离散强化形貌,包括强化点的表面形貌和横截面形貌。利用放电过程中的电弧压力,对强化点表面进行造型。大电流、倾斜放电容易将熔凝物吹起形成凹坑和突起,表面起伏更加明显,而小电流、垂直放电则能得... 实验研究了YAG激光诱导放电(LGD)表面离散强化形貌,包括强化点的表面形貌和横截面形貌。利用放电过程中的电弧压力,对强化点表面进行造型。大电流、倾斜放电容易将熔凝物吹起形成凹坑和突起,表面起伏更加明显,而小电流、垂直放电则能得到平坦的表面,有利于增大强化深度。随脉冲宽度的增加,强化点的径深比逐渐变小,在相同强化深度下,小电流、长脉冲宽度可以获得小径深比、厚深状的强化点,而大电流、短脉冲宽度可以获得大径深比、扁平状的强化点。在现有实验条件下,在电流150 A,脉冲宽度9.83 ms下得到最大强化深度为0.479 mm,径深比为3.9。 展开更多
关键词 激光技术 表面离散强化 YAG激光诱导放电 强化点形貌
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激光诱导放电毛化技术中放电坑的表面形貌研究 被引量:3
8
作者 李正阳 杨明江 《应用激光》 CSCD 北大核心 2004年第1期9-12,40,共5页
利用高重频YAG激光作用在固体表面所产生的等离子体使工件和电极之间在电压远低于击穿阈值的条件下产生放电。实验结果显示 ,放电坑基本上呈火山坑形 ,既有单坑结构 ,也有多坑结构 ,其形貌受到放电波形、电源极性、放电介质等因素的影... 利用高重频YAG激光作用在固体表面所产生的等离子体使工件和电极之间在电压远低于击穿阈值的条件下产生放电。实验结果显示 ,放电坑基本上呈火山坑形 ,既有单坑结构 ,也有多坑结构 ,其形貌受到放电波形、电源极性、放电介质等因素的影响。放电坑表面形貌的规律是 :①除了涂油时的阳极放电坑是单坑结构以外 ,其他条件下的放电坑都是复合多坑结构 ;②单坑结构呈火山坑形 ,坑底为圆弧形 ,熔凝物堆积在坑的边缘 。 展开更多
关键词 放电 表面形貌 激光诱导放电 毛化 等离子体羽
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YAG激光诱导组合脉冲放电对材料表面强化的研究
9
作者 占剑 杨明江 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期577-580,共4页
为了增加激光诱导放电坑强化层深度,同时考虑降低由于表面严重气化导致能量的损耗,研究了激光诱导组合脉冲放电的技术。采用多激光诱导放电的方法,通过在脉冲放电过程中增加脉冲激光个数,来增强通道后期激光诱导的能力;采用增加放电脉... 为了增加激光诱导放电坑强化层深度,同时考虑降低由于表面严重气化导致能量的损耗,研究了激光诱导组合脉冲放电的技术。采用多激光诱导放电的方法,通过在脉冲放电过程中增加脉冲激光个数,来增强通道后期激光诱导的能力;采用增加放电脉冲个数的方法,通过控制加工点的温度来控制放电能量的输入方式,减少能量的集中度,来增加强化层深度。结果表明,通过增加诱导激光脉冲个数,放电坑直径从原来的690μm降为652μm,强化层深度从85μm增加到100μm,通过将1个单脉冲改为一定间隔的3个子脉冲,放电坑直径降为653μm,强化层深度增加到92μm。该方案适合机械部件的表面强化加工。 展开更多
关键词 激光技术 激光诱导放电 组合脉冲 材料表面强化
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激光诱导放电打孔实验研究
10
作者 王之桐 杨明江 《应用激光》 CSCD 北大核心 2002年第1期2-6,共5页
研究在空气中使用1.06μm YAG激光诱导放电打孔的方法。在不同的放电脉宽下进行激光诱导放电打孔的实验,比较了激光打孔和激光诱导放电打孔两种方法,指出了激光诱导放电打孔的优点。
关键词 打孔方法 激光打孔 激光诱导放电打孔 实验
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单脉冲激光诱导放电表面强化点的实验研究
11
作者 周终强 王之桐 +1 位作者 杨明江 石茂 《应用激光》 CSCD 北大核心 2009年第6期511-514,520,共5页
采用45^#钢作为工件电极,钨合金作为工具电极,在不同放电电流、放电脉宽条件下,于空气中进行了单脉冲激光诱导放电实验。从表面形貌照片来看,放电点大致为圆形,坑表面较平坦,随着放电脉宽、放电电流的增大,强化点坑径、坑深随之... 采用45^#钢作为工件电极,钨合金作为工具电极,在不同放电电流、放电脉宽条件下,于空气中进行了单脉冲激光诱导放电实验。从表面形貌照片来看,放电点大致为圆形,坑表面较平坦,随着放电脉宽、放电电流的增大,强化点坑径、坑深随之增大。通过对实验数据的拟合,得到了强化点坑径、坑深随放电电流和放电脉宽变化的经验公式。获得的经验公式拟合效果好,相关系数高,可用来指导加工工艺的优化设计。 展开更多
关键词 激光诱导放电 表面强化点 坑径 坑深
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激光诱导放电加工法
12
《国外激光》 CSCD 1994年第10期23-24,共2页
激光诱导放电加工法日本机械技术研究所基础机械部极限技术课推出在低的空气压中用激光进行放电加工的“激光诱导放电加工法”,此法对用过去的放电加工法难于加工的背面或壶的内侧等能自在地加工。过去的放电加工法存在的问题有:必须... 激光诱导放电加工法日本机械技术研究所基础机械部极限技术课推出在低的空气压中用激光进行放电加工的“激光诱导放电加工法”,此法对用过去的放电加工法难于加工的背面或壶的内侧等能自在地加工。过去的放电加工法存在的问题有:必须制作与待加工物体形状相适应的特定形... 展开更多
关键词 激光诱导放电 放电加工
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基于放电辅助激光诱导击穿光谱技术的水中痕量金属元素检测分析 被引量:1
13
作者 许博坪 刘颖华 +2 位作者 刘在浩 尹培琪 汤洁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期4757-4766,共10页
有毒金属离子引起的水污染已经成为一个严重的环境问题。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术作为一种新型分析技术,可用于检测任何形态的样品。然而,液体中等离子体快速淬灭、液面波动造成的污染,以及激光能量的有限吸收,均导致LIBS技术在探测... 有毒金属离子引起的水污染已经成为一个严重的环境问题。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术作为一种新型分析技术,可用于检测任何形态的样品。然而,液体中等离子体快速淬灭、液面波动造成的污染,以及激光能量的有限吸收,均导致LIBS技术在探测水体中痕量元素时光谱强度弱、信噪比差、检测灵敏度低。为此,该文提出一种放电辅助LIBS技术(D-LIBS)用于提升LIBS技术在水体中的痕量探测性能。利用中速滤纸对待测溶液进行快速采样。与传统单脉冲LIBS技术(C-LIBS)相比,由于额外电能的注入,D-LIBS极大增强了等离子体的光谱强度。在最优条件下,D-LIBS使Ba离子光谱强度和信噪比分别提升至C-LIBS的30倍和56倍。凭借D-LIBS的显著光谱增强效应,Ba元素检出限降低至0.26mg/L,检测灵敏度提升至C-LIBS的48倍。 展开更多
关键词 放电辅助激光诱导击穿光谱 滤纸采样 水溶液 痕量金属元素
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火花放电辅助-激光诱导击穿光谱技术中的放电通道特性研究 被引量:5
14
作者 董博 何小勇 +2 位作者 王亚蕊 陈钰琦 李润华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期41-47,共7页
以门控脉冲高压电源作为火花放电电源,研究了火花放电辅助-激光诱导击穿光谱中放电通道与火花放电相对于激光脉冲之间延时的关系.研究结果表明:在合理的剥离激光能量和电极空间布置下,调节该延时可以实现由"V"字形放电到平行... 以门控脉冲高压电源作为火花放电电源,研究了火花放电辅助-激光诱导击穿光谱中放电通道与火花放电相对于激光脉冲之间延时的关系.研究结果表明:在合理的剥离激光能量和电极空间布置下,调节该延时可以实现由"V"字形放电到平行放电的转变.在"V"字形放电时,火花放电会扩大烧蚀坑洞的直径、破坏横向空间分辨率;而在平行放电情况下,火花放电不会扩大烧蚀坑洞的直径,从而保证其横向空间分辨率仅由激光剥离来决定.在平行放电的条件下开展了铝合金中铬元素的火花放电辅助-激光诱导击穿光谱定量分析,其检出限达到了8.8ppm,比单纯的激光诱导击穿光谱技术的分析结果改善了8倍.在火花放电辅助-激光诱导击穿光谱技术中采用带外触发控制的火花放电模式,可以实现平行放电和高横向空间分辨的样品表面元素分析. 展开更多
关键词 火花放电辅助-激光诱导击穿光谱 火花放电 放电通道 元素分析
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激光诱导微弧放电对45#钢的表面强化 被引量:4
15
作者 王之桐 杨明江 +1 位作者 石茂 韩延良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2178-2181,共4页
使用激光诱导微弧放电的方法对45#钢进行了表面强化。通过实验对比了高压诱导放电(HVGD)和激光诱导放电(LGD)两种表面强化方法。发现激光诱导放电使电极间隙的击穿电压降低了一个数量级,同时放电点和激光焦点重合,实现了对放电点... 使用激光诱导微弧放电的方法对45#钢进行了表面强化。通过实验对比了高压诱导放电(HVGD)和激光诱导放电(LGD)两种表面强化方法。发现激光诱导放电使电极间隙的击穿电压降低了一个数量级,同时放电点和激光焦点重合,实现了对放电点位置的控制。在两种诱导放电过程中放电点的膨胀速度基本相同,但是受到初始放电点大小的影响,激光诱导放电点直径大于高压诱导放电点。在两种诱导放电过程中强化深度都存在最大值,约为180μm。放电点的强化层由熔凝层和相变硬化层组成,其中熔凝层的硬度最高达到800HV。 展开更多
关键词 材料 表面强化 激光诱导微弧放电 高压诱导微弧放电
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Laser-induced Fluorescence and Dispersed Fluorescence Spectroscopy of NiB: Identification of a New 2П State in 19000-22100 cm^-1
16
作者 甄军峰 王莉 +2 位作者 秦成兵 张群 陈旸 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2010年第6期626-629,745,共5页
The laser-induced fluorescence excitation spectra of jet-cooled NiB radicals have been recorded in the energy range of 19000-22100 cm-1. Eleven bands have been assigned to the [20.77]2П-X2∑+ transition system for t... The laser-induced fluorescence excitation spectra of jet-cooled NiB radicals have been recorded in the energy range of 19000-22100 cm-1. Eleven bands have been assigned to the [20.77]2П-X2∑+ transition system for the first time. The dispersed fluorescence spectra related to most of these bands have been investigated. Vibrationally excited levels of the ground electronic state, with v" up to 6, have been observed. In addition, the lifetimes for almost all the observed bands have also been measured. 展开更多
关键词 NIB Laser-induced fluorescence Dispersed fluorescence Direct cm'rent discharge
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Laser-induced Fluorescence Spectrum of CoS Between 15200 and 19000 cm^-1
17
作者 甄军锋 王莉 +2 位作者 秦成兵 张群 陈旸 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 2010年第3期262-268,I0001,共8页
Laser-induced fluorescence excitation spectra of jet-cooled CoS molecules have been recorded in the energy range of 15200-19000 cm^-1. Five transition progressions have been reported for the first time, the assignment... Laser-induced fluorescence excitation spectra of jet-cooled CoS molecules have been recorded in the energy range of 15200-19000 cm^-1. Five transition progressions have been reported for the first time, the assignments of these progressions have been derived from a rotational analysis of vibronic bands and they are determined to be [15.58]^4△7/2-X^4△7/2, [16.02]^4△7/2- X^4△7/2, [16.50]^4△7/2-X^4△T/2, [17.80]^4II5/2-X^4△7/2, and [18.00]^4△7/2-X^4△7/2 transitions. In addition, under the supersonic jet condition the fluorescent lifetimes of these vibronic states were measured by exponentially fitting the fluorescence decay. Based on the observed spectra and the measured lifetimes of the vibronic states, the newly identified electronic states are discussed. 展开更多
关键词 COS Laser-induced fluorescence spectroscopy LIFETIME
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