激光诱导Al等离子体温度随激光能量变化特性研究

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

激光诱导Al等离子体在背景气体中的流体现象

调Q YAG脉冲激光 (波长 1.0 6 μm ,脉宽 10ns ,能量为 2 5 0mJ/ pu1se)烧蚀Al靶 ,用短焦距照相系统和光学多道分析仪 (OMA)记录了等离子体在氩气背景气体及不同压强下所呈现的流体现象及其等离子体辐射的空间分辨光谱。实验发现 ,当背景气压为 40 0Pa以下时 ,在靶面上存在一个明亮的发光球体 ,球体直径远大于激光烧蚀斑的大小 ,此球体向四周辐射等离子体光谱 ,只是在垂直靶面的方向辐射相对较强。在气压约为 40 0Pa,等离子体辐射才以较为明显的羽状体形态向前喷散 ,且随气压增高 ,喷散的立体角变小。随着背景气压的继续升高 ,等离子体羽被压缩 ,成为一个明亮的发光小羽状体 ,当气压达 2 0～ 30kPa ,发光羽状体开始出现分解的迹象 ,在羽状体前端形成一个光球。气压继续升高 ,等离子体羽完全变成一串发光球。离开靶面越远 ,发光球的半径越大。用光学多道分析系统分析这些发光球的光谱特征 ,发现在靶面附近主要是Al等离子体的谱线 ,而较远的发光球 ,其主要谱线则来自背景气体。在气压为 2 0kPa左右 ,等离子休羽呈现烧蚀点为明亮的白色亮点 ,而羽端为鲜艳绿色 (氩的 5 14nm)的彩色羽。