基于发射谱的Cu等离子体的电子温度和密测量

摘要

电子温度和电子密度是等离子体的关键参数,利用发射光谱的方法实现了对这两种参数的定量测量.试验中,等离子体为高压电源放电产生的Cu等离子体,放电电压3kv,等离子体环境压力200Pa.在利用精确的时序控制,实验采集到不同时刻的Cu等离子体在420～540nm波段的发射光谱谱带,在电子温度测量中,采用以下跃迁z4F09/2→e4D7/2(465.11nm)、m2Ds/2→4p2P03/2(510.55nm)、4p2P01/2-4d2D3/2(515.32nm)和4p2P03/2→4d2 Ds/2(521.82nm)对应的4根谱线,基于离子体局部热平衡(LTE)和光学薄的假设,通过Boltzmann绘图的方法计算得到.在电子密度测量中,通过共振双线510.55nm和515.32nm之一的Stark增宽计算得到.结果表明,本试验工况下的Cu等离子体的电子温度和电子密度分别在104K和1017/cm3的水平.且电子温度呈先下降后上升,最后下降的趋势.