基于前馈神经网络的等离子体光谱诊断方法

光谱诊断在等离子体刻蚀、材料处理、等离子体设备和工艺开发,以及航天等离子体推进等领域得到了广泛的应用.光谱诊断依赖的碰撞辐射模型会受到碰撞截面等基础物理数据所含偏差的影响,导致诊断结果出现误差.针对这一问题,本文开发了一种基于前馈神经网络的等离子体光谱解算方法.通过对比新方法与以往常用的最小二乘诊断方法的误差特性,发现神经网络诊断方法能够通过辨识光谱向量的主要特征,减小基础数据偏差向诊断结果的传递.对实验光谱数据的分析进一步印证了这一点.本文还对神经网络算法对抗基础数据偏差的机理进行了分析.这种方法在等离子体参数在线监测、成像监测海量数据处理等领域具有良好的应用前景.

高频感应等离子体风洞的光谱诊断

建立高频感应等离子体风洞在国内是近几年的事情 ,因此对风洞内等离子体参数的诊断也刚刚开始。本文论述了利用氩光谱的相对强度法测量高频感应风洞的等离子体温度及其分布的原理和装置 ,并给出了实验结果。

MEEVA源生成Ti金属等离子体粒子密度和电离度的原子发射光谱诊断

利用原子发射光谱对等离子体粒子密度进行诊断的Saha-Boltzmann方程法,并对其进行了改进.并结合多谱线斜率法,针对用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪采集到的金属蒸汽真空弧(MEVVA)源生成的金属钛等离子体的发射光谱,对其电子、离子温度,电子、原子、一价离子和二价离子密度,原子和一价离子电离度进行诊断;对MEVVA Ti等离子体的热力学状态进行了判断;从而实现MEVVA Ti等离子体的发射光谱诊断.此外,还对MEVVA Ti等离子体参数随离子源工作弧压的变化情况进行了讨论.

金属蒸汽真空弧(MEVVA)源产生的金属镍(Ni)等离子体的发射光谱诊断

利用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪对金属蒸汽真空弧(MEVVA)源产生的金属镍等离子体的发射光谱进行采集,并用"Plasus Specline"软件对采集到的数据进行分析,得到各条谱线所对应的元素及元素电荷态、跃迁能级及其能量等信息.同时采用多谱线斜率法对镍等离子的电子温度进行计算,并利用电子温度对等离子体的电子密度进行计算,从而实现MEVVA源产生的金属镍等离子体的发射光谱诊断.

Spectroscopic Diagnostic of Spark Discharge Plasma at Atmospheric Pressure

The emission of CuInSe2-based spark discharge plasma at atmospheric pressure in air has been investigated by optical emission spectroscopy method. The plasma was formed by action of the high voltage pulse generator （with nanosecond pulse） on the corresponding electrodes （CulnSe2 compound）. The emission characteristics have been obtained for the spark discharge plasma at 3 mm interelectrode distance. It was established that the spark discharge plasma radiation was determined by decay products of the compound from which electrodes were made. The most suitable spectral lines for plasma diagnostics is atomic copper lines in the visible spectrum and atomic indium lines in UV （ultraviolet） and visible spectrum.