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Laser-induced plasma electron number density:Stark broadening method versus the Saha-Boltzmann equation 被引量:2
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作者 Arnab SARKAR Manjeet SINGH 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第2期43-51,共9页
We report spectroscopic studies on plasma electron number density of laser-induced plasma produced by ns-Nd:YAG laser light pulses on an aluminum sample in air at atmospheric pressure. The effect of different laser e... We report spectroscopic studies on plasma electron number density of laser-induced plasma produced by ns-Nd:YAG laser light pulses on an aluminum sample in air at atmospheric pressure. The effect of different laser energy and the effect of different laser wavelengths were compared. The experimentally observed line profiles of neutral aluminum have been used to extract the excitation temperature using the Boltzmann plot method, whereas the electron number density has been determined from the Stark broadened as well as using the Saha-Boltzmann equation (SBE). Each approach was also carried out by using the AI emission line and Mg emission lines. It was observed that the,SBE method generated a little higher electron number density value than the Stark broadening, method, but within the experimental uncertainty range. Comparisons of Ne determined by the two methods show the presence of a linear relation which is independent of laser energy or laser wavelength. These results show the applicability of the SBE method for Are determination, especially when the system does not have any pure emission lines whose electron impact factor is known, Also use of Mg lines gives superior results than Al lines. 展开更多
关键词 plasma parameter laser induced plasma plasma electron density Saha-Boltzmannmethod stark broadening method
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Atomic Emission Spectra Diagnosis and Electron Density Measurement of Semiconductor Bridge (SCB) Plasma 被引量:2
2
作者 冯红艳 朱顺官 +3 位作者 张琳 万晓霞 李燕 沈瑞琪 《Plasma Science and Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第1期49-52,共4页
Emission spectra of a semiconductor bridge (SCB) plasma in a visible range was studied in air. The electron density was measured in a conventional way from the broadening of the Al Ⅰ 394.4 nm Stark width. Based on ... Emission spectra of a semiconductor bridge (SCB) plasma in a visible range was studied in air. The electron density was measured in a conventional way from the broadening of the Al Ⅰ 394.4 nm Stark width. Based on the Saha equation, a system for recording the intensity of Si Ⅰ 390.5 nm and Si Ⅱ 413.1 nm was designed. With this technique, the SCB plasma electron density was measured well and accurately. Moreover, the electron density distribution Vs time was acquired from one SCB discharge. The individual result from the broadening of the Al Ⅰ 394.4 nm Stark width and Saha equation was all in the range of 1015 cm^-3 to 1016 cm^-3. Finally the presumption of the local thermodynamic equilibrium (LTE) condition was validated. 展开更多
关键词 SCB plasma electron density stark broadening Saha equation
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基于原子光谱Stark展宽高压放电等离子体电子密度计算
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作者 曾鑫 张帅 +2 位作者 白晗 章程 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4579-4588,I0035,共11页
基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致... 基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致的Stark展宽计算原理设计和开发等离子体电子密度分析方法和程序。基本思路是采用复误差函数从光谱的Voigt线型反卷积分离Gaussian展宽和Lorentzian展宽,基于谱线和环境参数计算各个展宽后分离出Stark展宽,从而获得相应条件下的电子密度。通过上述方法,计算微波等离子体射流、脉冲介质阻挡放电和脉冲火花放电的电子密度分别为10^(14)、10^(15)和10^(17) cm^(−3)量级,并选择不同谱线交叉验证发现不同放电形式时电子密度计算的准确性差异较大。通过误差分析发现温度、气压等环境参数和原子秉性对电子密度估算均有影响,而考虑范德瓦尔兹展宽可显著提升电子密度计算的准确性。 展开更多
关键词 stark展宽 等离子体电子密度 发射光谱
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Al激光等离子体Stark加宽光谱观测 被引量:9
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作者 张树东 陈冠英 +3 位作者 袁萍 符彦飙 董晨钟 周士康 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期457-461,共5页
用YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光,在高真空下轰击Al靶,观测到9条AlⅠ,AlⅡ和AlⅢ的等离子体谱线。利用高分辨率双光栅单色仪和光学多道分析仪(OMA),对谱线的Stark加宽和线型进行了测量。得到Al等离子体的电子密度沿靶面法向的分布,测... 用YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光,在高真空下轰击Al靶,观测到9条AlⅠ,AlⅡ和AlⅢ的等离子体谱线。利用高分辨率双光栅单色仪和光学多道分析仪(OMA),对谱线的Stark加宽和线型进行了测量。得到Al等离子体的电子密度沿靶面法向的分布,测得电子密度在1.0×l017~1.l×l018cm-3范围。利用谱线峰值法估算了等离子体的温度约为1.5×l05K。 展开更多
关键词 等离子体 电子密度 铝离子 斯塔克效应 光谱
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准分子激光诱导铅等离子体中谱线Stark展宽时空特性研究 被引量:8
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作者 崔执凤 凤尔银 +1 位作者 赵献章 陆同兴 《原子与分子物理学报》 CSCD 北大核心 1999年第3期307-311,共5页
测定了激光诱导铅等离子体中铅原子和离子谱线Stark展宽的时间演化特性以及与缓冲气体压力之间的关系,由此计算得到了等离子体中电子密度的时间演化特性及其与缓冲气体压力之间的关系,实验结果表明,由不同的金属固体材料产生的... 测定了激光诱导铅等离子体中铅原子和离子谱线Stark展宽的时间演化特性以及与缓冲气体压力之间的关系,由此计算得到了等离子体中电子密度的时间演化特性及其与缓冲气体压力之间的关系,实验结果表明,由不同的金属固体材料产生的激光等离子体的动力学性质差异很大。 展开更多
关键词 激光诱导 铅等离子体 stark展宽 时空特性
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NI 493.5 nm谱线Stark加宽估算闪电放电等离子体电子密度 被引量:5
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作者 郭逸潇 袁萍 瞿海燕 《高原气象》 CSCD 北大核心 2009年第3期675-679,共5页
依据青海地区一次闪电回击过程的光谱,分析了NI 493.5 nm谱线的Stark加宽效应,得到加宽在1.5-2.5 nm左右,通道不同位置的谱线两边显示出稍有一些不对称性;结合NI 493.5 nm线Stark加宽的半经验参数,对通道不同位置的电子密度进行了定量计... 依据青海地区一次闪电回击过程的光谱,分析了NI 493.5 nm谱线的Stark加宽效应,得到加宽在1.5-2.5 nm左右,通道不同位置的谱线两边显示出稍有一些不对称性;结合NI 493.5 nm线Stark加宽的半经验参数,对通道不同位置的电子密度进行了定量计算,得到平均电子密度是1.657×10^17cm^-3,并与各位置处用Hα谱线半宽得到的电子密度进行了比较,证实用NI 493.5 nm和Hα谱线半宽得到的电子密度基本一致,由NI谱线的Stark加宽估算闪电等离子体电子密度是一种实用可信的方法。数据分析表明:随着通道位置的升高,电子密度略呈减小趋势;电子密度与谱线半宽近似呈线性关系。 展开更多
关键词 闪电放电等离子体 stark加宽 电子密度
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激光诱导镍等离子体发射光谱Stark展宽和电子密度的空间分辨特性 被引量:2
7
作者 杜传梅 张明旭 庞建勇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期268-274,共7页
在大气环境下利用脉冲Nd:YAG激光532 nm输出烧蚀Ni靶,产生了激光等离子体。在350~600 nm波长范围内测定了激光诱导等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱。得到了385.83 nm发射光谱线的Stark展宽及其随径向的变化特性。由发射光谱线的强... 在大气环境下利用脉冲Nd:YAG激光532 nm输出烧蚀Ni靶,产生了激光等离子体。在350~600 nm波长范围内测定了激光诱导等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱。得到了385.83 nm发射光谱线的Stark展宽及其随径向的变化特性。由发射光谱线的强度和Stark展宽计算了等离子体电子密度,并讨论了激光等离子体的空间演化特性。结果表明,在沿激光束方向上,当距离靶表面0~2.5 mm范围内变化时,谱线的Stark展宽、线移和电子密度都随距靶面距离的增大而先增大,在离靶面约1.25 mm处时达到最大值,之后随距离的进一步增大而减小;电子密度在0.1~3.0×10^(16)cm^(-3)范围内变化。 展开更多
关键词 激光物理 激光诱导Ni等离子体空间分辨谱 斯塔克展宽 电子密度
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基于Hβ线和Ag特征谱线Stark展宽的火花放电辅助增强激光诱导击穿等离子体电子密度测量
8
作者 黄庆锌 李珊珊 +1 位作者 李润华 陈钰琦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期287-294,共8页
在火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中利用Ag特征谱线的Stark展宽作为指向,对等离子体电子密度进行了准确测量。采用纯银针作为放电电极,以含氢无机盐磷酸二氢钾为样品,根据Hβ线的Stark展宽确定了不同放电条件下的等离子体平均电... 在火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中利用Ag特征谱线的Stark展宽作为指向,对等离子体电子密度进行了准确测量。采用纯银针作为放电电极,以含氢无机盐磷酸二氢钾为样品,根据Hβ线的Stark展宽确定了不同放电条件下的等离子体平均电子密度,并绘制了Ag Ⅰ 520.91 nm Stark展宽与电子密度相对应的校正曲线。结果表明二者有很好的线性相关性,线性拟合度为0.982。在采用银放电电极的火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中,分析不含氢样品时可以利用Ag原子谱线的Stark展宽间接确定等离子体电子密度,为火花放电辅助增强激光诱导击穿光谱技术中进行等离子体电子密度分析提供了新的途径。 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 等离子体 火花放电 stark展宽 电子密度
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大气压直流氩等离子体光谱诊断研究 被引量:35
9
作者 屠昕 陆胜勇 +4 位作者 严建华 马增益 潘新潮 岑可法 CHERON Bruno 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1785-1789,共5页
通过光谱诊断系统测量了大气压直流氩等离子体射流在弧室内和弧室出口的发射光谱,利用波尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,根据ArⅠ谱线的斯塔克展宽得到射流的电子密度,并对氩等离子体射流满足局域热力学平衡(LTE)状态的判定标准... 通过光谱诊断系统测量了大气压直流氩等离子体射流在弧室内和弧室出口的发射光谱,利用波尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,根据ArⅠ谱线的斯塔克展宽得到射流的电子密度,并对氩等离子体射流满足局域热力学平衡(LTE)状态的判定标准进行了分析,结果表明在文章的实验条件下大气压直流氩等离子体射流达到局域热力学平衡。 展开更多
关键词 等离子体 光谱诊断 电子温度 电子密度 斯塔克展宽 局域热力学平衡
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缓冲气体对激光等离子体光谱特性影响的实验研究 被引量:17
10
作者 郑贤锋 唐晓闩 +3 位作者 凤尔银 杨锐 季学韩 崔执凤 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期267-271,共5页
准分子激光 (波长 :30 8nm ,脉宽 :10ns)诱导Al等离子体。详细研究了缓冲气体对激光等离子体光谱特性的影响 ,测量了不同延时下激光诱导Al等离子体的电子温度和不同缓冲气压下光谱线的Stark展宽并由此计算了等离子体的电子密度 。
关键词 缓冲气体 激光等离子体 光谱特性 实验研究 激光诱导AL等离子体 电子温度 stark展宽 电子密度
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小尺寸等离子体电子密度原子发射光谱诊断 被引量:8
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作者 冯红艳 吴蓉 +2 位作者 李燕 朱顺官 王俊德 《分析科学学报》 CAS CSCD 2008年第1期103-107,共5页
发射光谱法诊断技术作为一种"非接触式诊断技术",其响应时间快,分辨率高,可以满足小尺寸等离子体电子密度诊断的要求。本文综述了H谱线Stark展宽法、非H谱线Stark展宽法和Saha方程法测量电子密度的原理及近年来在小尺寸等离... 发射光谱法诊断技术作为一种"非接触式诊断技术",其响应时间快,分辨率高,可以满足小尺寸等离子体电子密度诊断的要求。本文综述了H谱线Stark展宽法、非H谱线Stark展宽法和Saha方程法测量电子密度的原理及近年来在小尺寸等离子体的电子密度诊断中的应用。 展开更多
关键词 应用化学 等离子体 电子密度 stark展宽法 Saha方程法
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用发射光谱测量激光等离子体的电子温度与电子密度 被引量:32
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作者 陆同兴 赵献章 崔执凤 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第2期120-128,共9页
本文研究以Ar为缓冲气体,用Nd:YAG激光烧蚀固体表面的等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体的时间分辨发射光谱,用一组MnI谱线的相对强度计算了激光等离子体的电子温度,根据MgI和AlI谱线的Stark展宽计算... 本文研究以Ar为缓冲气体,用Nd:YAG激光烧蚀固体表面的等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体的时间分辨发射光谱,用一组MnI谱线的相对强度计算了激光等离子体的电子温度,根据MgI和AlI谱线的Stark展宽计算了等离子体的电子密度。 展开更多
关键词 激光等离子体 电子温度 电子密度
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同轴枪脉冲放电等离子体输运过程中密度变化的实验研究 被引量:3
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作者 杨亮 张俊龙 +2 位作者 闫慧杰 滑跃 任春生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期225-234,共10页
同轴枪放电等离子体具有密度高、输运速度快等特点,在核物理、航天工程等领域具有广阔的应用前景,已成为国际前沿研究热点.同轴枪中的等离子体密度是反映其应用特性的重要参数之一,因此等离子体密度在输运过程中的变化对理论研究和实际... 同轴枪放电等离子体具有密度高、输运速度快等特点,在核物理、航天工程等领域具有广阔的应用前景,已成为国际前沿研究热点.同轴枪中的等离子体密度是反映其应用特性的重要参数之一,因此等离子体密度在输运过程中的变化对理论研究和实际应用都具有重要意义.利用发射光谱法测量了H_β谱线的Stark展宽,从而计算出同轴枪放电等离子体密度在输运过程中的变化.结果显示,当电源注入能量为1.08 kJ、同轴枪内空气气压为4.0Pa时,等离子体密度在输运过程中不断增加;相同能量注入条件下,当同轴枪内空气气压增加至10 Pa时,等离子体密度在输运过程中出现了先增加后减小的趋势;当电源的注入能量达到7.68 kJ时,等离子体密度在10 Pa气压条件下输运时也出现了一直增加的现象.此外,当同轴枪内的工作气体变为氩气时,在注入能量为1.08 kJ、枪内气压4.0 Pa条件下,等离子体密度在输运过程中一直减小. 展开更多
关键词 同轴枪 等离子体密度 stark展宽
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用H_α线研究Freon12(CF_2CCl_2)对电感耦合等离子体(ICP)电子密度的影响——ICP技术在危险废弃物处理方面的应用研究 被引量:2
14
作者 陈登云 孙大海 +2 位作者 应海 王小如 Frank.S.C.Lee 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期199-204,共6页
电感耦合等离子体(ICP)被应用于Freon12(CF2CCl2)的焚烧处理。通过观察引入Fre-on12前后ICP电子密度分布的变化,可在一定程度上间接了解焚烧的效果。由于Hβ线在低观察高度受到较为严重的光谱干扰,... 电感耦合等离子体(ICP)被应用于Freon12(CF2CCl2)的焚烧处理。通过观察引入Fre-on12前后ICP电子密度分布的变化,可在一定程度上间接了解焚烧的效果。由于Hβ线在低观察高度受到较为严重的光谱干扰,本文采用Hα线进行ICP电子密度的测定。发射强度与电子密度测定的结果显示了Freon12在ICP的不同观测高度产生不同的影响,表明ICP在导入Freon12后出现了明显的“热箍缩”效应,从而有利于该化合物的完全分解。 展开更多
关键词 ICP 氟利昂 Freon12 处理 焚烧处理
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大气压微等离子体射流电子密度研究 被引量:1
15
作者 李雪辰 赵娜 +1 位作者 刘为远 刘志强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1756-1758,共3页
采用微空心阴极放电装置,利用光学方法和电学方法研究了大气压流动Ar和N2混合气体中产生的微等离子体射流特性。研究发现,随着电源输入功率增大到一定数值,微空心阴极装置中两个电极间气体发生击穿,通过击穿气隙气体的流动会沿着气流方... 采用微空心阴极放电装置,利用光学方法和电学方法研究了大气压流动Ar和N2混合气体中产生的微等离子体射流特性。研究发现,随着电源输入功率增大到一定数值,微空心阴极装置中两个电极间气体发生击穿,通过击穿气隙气体的流动会沿着气流方向产生最大为4 mm的等离子体射流。放电电流为准连续的脉冲放电形式,其中放电电流脉冲宽度约为0.1μs。分别利用爱因斯坦方程和等离子体发射光谱中谱线的Stark展宽方法计算了电子密度。结果发现,2种计算方法得出的微等离子体射流的电子密度均在1015.cm-3的量级。研究还发现,功率对微等离子体射流电子密度影响不大。利用气体击穿理论,对以上结论进行了定性分析。 展开更多
关键词 微等离子体射流 发射光谱 电子密度 stark展宽
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小尺寸瞬态等离子体电子密度光谱法试验研究
16
作者 冯红艳 朱顺官 +2 位作者 张琳 李燕 沈瑞琪 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1130-1134,共5页
本文对SCB等离子体发射光谱进行了试验研究,在局部热力学平衡条件下,用Al I 394.40nm谱线Stark的展宽法测量了SCB等离子体的电子密度;在发射光谱和Saha方程理论的基础上,设计并建立一套测试仪器,时间分辨率为0.1μs,将其测量的电子密度... 本文对SCB等离子体发射光谱进行了试验研究,在局部热力学平衡条件下,用Al I 394.40nm谱线Stark的展宽法测量了SCB等离子体的电子密度;在发射光谱和Saha方程理论的基础上,设计并建立一套测试仪器,时间分辨率为0.1μs,将其测量的电子密度与同种试验条件下的Stark展宽法得到的结果相比较,电子密度的数量级都为10^(15)cm^(-3)~10^(16)cm^(-3),且随时间的变化的规律相同. 展开更多
关键词 SCB等离子体 电子密度 stark展宽法 Saha方程法
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等离子体参量的发射光谱诊断的研究 被引量:2
17
作者 孙殿平 《物理实验》 2019年第9期1-9,共9页
总结了应用发射光谱进行等离子体诊断的原理和实现方法,针对不同的分辨率的光谱,提出了不同的振转温度测量方法.根据等离子体产生的不同方式,给出对应发射光谱测量装置和测量方案.
关键词 等离子体参量 发射光谱 电子激发温度 振动温度 转动温度 电子密度 斯塔克展宽
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铅等离子体中电子密度随时间演化特性的实验研究 被引量:1
18
作者 程三友 崔执凤 《淮南工业学院学报》 1999年第2期50-53,共4页
测定了激光诱导铅等离子体中铅原子和离子谱线Stark展宽的时间演化特性以及与缓冲气体压力之间的关系。
关键词 激光诱导 铅等离子体 发射光谱 电子密度
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气体-液体两相放电低温等离子体的光谱诊断 被引量:7
19
作者 赵卫东 黄健泉 +3 位作者 倪康 赖志豪 卞明 田立安 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1407-1412,共6页
基于介质阻挡放电工作原理,设计了气体-液体两相放电装置。采用发射光谱诊断技术,结合Stark展宽理论,系统研究了工作电压、气体流量、液体高度等参数对气体-液体两相放电发射光谱及电子密度的影响规律。结果表明,氢氦混合气-生物油两相... 基于介质阻挡放电工作原理,设计了气体-液体两相放电装置。采用发射光谱诊断技术,结合Stark展宽理论,系统研究了工作电压、气体流量、液体高度等参数对气体-液体两相放电发射光谱及电子密度的影响规律。结果表明,氢氦混合气-生物油两相界面放电时,氢发射光谱特征谱线Hα强度最高,而巴耳末系的另外三条特征谱线未检出,放电低温等离子体的电子能量介于12.09-12.75 e V间;氢发射光谱α特征峰强度和电子密度随工作电压的增加而增加,随气体流量、液体高度的增加而减小。 展开更多
关键词 低温等离子体 发射光谱 电子密度 stark展宽法
全文增补中
准分子激光诱导等离子体中镁原子及离子发射光谱线的实验研究
20
作者 崔执凤 黄时中 +2 位作者 风尔银 路轶群 马军 《安徽师大学报》 1996年第3期228-232,253,共6页
本文报道了用准分子308nm激光烧蚀固体镁靶产生的低温微等离子体,用光学多道分析仪测量了等离子体中镁原子及离子的发射光谱线的Stark展宽与延时及缓冲气体压力之间的关系,由此讨论了激光等离子体的电子密度随时间演化的特... 本文报道了用准分子308nm激光烧蚀固体镁靶产生的低温微等离子体,用光学多道分析仪测量了等离子体中镁原子及离子的发射光谱线的Stark展宽与延时及缓冲气体压力之间的关系,由此讨论了激光等离子体的电子密度随时间演化的特性及缓冲气体压力对激光等离子体特性的影响。 展开更多
关键词 激光等离子体 电子密度 镁原子 发射光谱
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