激光诱导Cu等离子体光谱时间演化特性研究

摘要

针对激光诱导Cu等离子体时间演化问题,使用Nd∶YAG脉冲激光器对Cu样品进行烧蚀产生等离子体,采集延迟时间为0.5～10 μs时等离子体时间分辨光谱并对整体谱线进行分析.激光能量调节为142mJ,在热力学平衡状态下,利用Boltzmann斜率法测得等离子体电子温度.选择独立较好、不受相邻谱线影响的Cu I521.8 nm作为特征谱线测量其半波宽度,并采用Stark展宽法计算等离子体的电子密度.实验表明:随着延时时间的增加,等离子体内能因不断向外扩展转化为动能而骤减,电子温度整体呈下降趋势,且在延时时间为2μs时达到最大,延时时间13μs后下降趋缓.随着延迟时间的增加,等离子体的电子密度降低,电子与发射粒子之间的碰撞程度也相应降低,谱线展宽随之减小.