激光诱导Mg等离子体电子温度的实验研究

摘要：

利用波长为1064 nm,最大能量为500 mJ 的 Nd∶YAG脉冲激光器在室温,一个标准大气压下对Mg合金冲击,改变激光能量,得到相应的 Mg等离子体特征谱线。分析谱线,发现谱线有不同的演化速率,同时得到了 MgⅠ,MgⅡ离子谱线,证明此实验条件下,激光能量足够 Mg合金靶材充分电离。选择了相对强度较大的 MgⅠ383.2 nm,MgⅠ470.3 nm,MgⅠ518.4 nm三条激发谱线,利用这些发射谱线的相对强度计算了等离子体的电子温度,激光能量为500 mJ 时,等离子体温度为1.63×104 K。实验结果表明：在本实验条件下,Mg原子可以得到充分激发；在200~500 mJ 激光能量范围内,等离子体温度随着激光能量的降低而衰减,在350~500 mJ 激光能量范围内的等离子体温度随激光能量的变化速度十分明显,200~350 mJ 时等离子体温度变化速度迅速减缓；激光能量为300 mJ 时,谱线相对强度明显减弱,低于350和250 mJ的谱线相对强度,不符合谱线相对强度会随着激光能量提高而上升的变化趋势,证明发生了等离子体屏蔽现象,高功率激光产生的等离子体隔断了激光与材料之间的耦合。此时的等离子体温度明显升高,不符合变化趋势,这是由于在发生等离子体屏蔽现象时,激光能量被等离子体吸收,导致等离子体温度上升。

关键词：激光等离子体、Mg原子光谱、发射光谱、电子温度、变化规律

所属期刊栏目：36

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目51405181,51405200;江苏省科技厅自然科学基金项目BK20130407

在线出版日期：2017-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：3853-3856