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真空下激光烧蚀碳化钨铜多组分等离子体发射光谱的时空演化研究
1
作者 袁舒 吴鼎 +6 位作者 武华策 刘佳敏 吕燕 海然 李聪 冯春雷 丁洪斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1394-1400,共7页
激光诱导击穿光谱技术目前已用于国内大科学装置EAST托卡马克壁诊断。在真空环境下,如何提升LIBS定量分析准确性是其进一步发展的瓶颈问题之一。在真空中,激光诱导等离子体具有高度时空非均匀性,对等离子体时空演化行为的研究,理解各个... 激光诱导击穿光谱技术目前已用于国内大科学装置EAST托卡马克壁诊断。在真空环境下,如何提升LIBS定量分析准确性是其进一步发展的瓶颈问题之一。在真空中,激光诱导等离子体具有高度时空非均匀性,对等离子体时空演化行为的研究,理解各个物种的演化规律,是进一步改进LIBS定量分析准确性的重要内容。针对托卡马克第一壁和偏滤器的材料相关的不同元素,该工作在真空环境下利用波长为1 064 nm、脉宽5 ns、功率密度6.3 GW·cm-2的脉冲激光对三元合金-碳化钨铜((WC)70Cu30)进行烧蚀产生多组分等离子体,使用线性阵列光纤实现了对发射光谱的时空分辨测量。以三种元素CⅠ833.51 nm, CⅡ657.81 nm, CuⅠ515.32 nm, CuⅡ512.45 nm, WⅠ429.46 nm, WⅡ434.81 nm六条谱线为研究对象,研究了激光烧蚀等离子体不同辐射机制的时间尺度以及多组分等离子体在扩张过程中发生的元素“空间分离”现象和“离子加速”现象。根据连续背景和六条谱线的时间演化规律,观察到连续辐射主要发生在等离子体膨胀早期80 ns内,离子谱线在30~300 ns,原子谱线在100~1 000 ns。空间分辨实验研究发现,C、 Cu、 W元素对应原子及离子的空间分布均有所不同,即真空中激光烧蚀多组分等离子体在扩张过程中发生了元素“空间分离”现象。将六条谱线的峰值位置和时间进行线性拟合,获得了对应物种的扩张速度,其速度范围在4.2~34.9 km·s^(-1)。结果表明,相对原子质量越小,对应粒子的速度越快(CⅠ>CuⅠ>WⅠ, CⅡ>CuⅡ>WⅡ);对应元素的离子速度大于其原子速度(CⅡ>CⅠ,CuⅡ>CuⅠ,WⅡ>WⅠ)。利用元素“质量分离效应”和“瞬态鞘层加速”的物理机制,对激光等离子体元素“空间分离”以及“离子加速”现象进行了讨论和解释。该研究结果为LIBS理论模型建立提供了重要的实验数据参考,也为提高真空LIBS定量分析准确性� 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 碳化钨铜 多组分等离子体 时空演化 质量分离效应 离子加速
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强激光在磁化多组分等离子体中的色散关系
2
作者 罗月娥 王学文 《景德镇学院学报》 2022年第6期1-4,共4页
色散关系是研究激光与等离子体相互作用的基础。本文利用麦克斯韦方程组,结合磁流体力学中的相对论性动量方程,推导出圆偏振强激光在磁化的电子-正电子对等离子体、电子-正电子-离子等离子体中平行于磁场方向传播时的色散关系、折射率... 色散关系是研究激光与等离子体相互作用的基础。本文利用麦克斯韦方程组,结合磁流体力学中的相对论性动量方程,推导出圆偏振强激光在磁化的电子-正电子对等离子体、电子-正电子-离子等离子体中平行于磁场方向传播时的色散关系、折射率以及截止频率,并重点讨论正电子组分、磁场、激光的偏振性对它们的影响。 展开更多
关键词 强激光 磁化等离子体 多组分等离子体 色散关系 折射率
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氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性理论研究
3
作者 沈伯昊 董烨 +2 位作者 周前红 杨温渊 董志伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期90-98,共9页
建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D^(+)离子比例、降低D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并... 建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D^(+)离子比例、降低D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并降低靶面场强幅值,这些方式有利于离子汇聚传输和降低靶面击穿风险。随加速电压的增加,离子引出稳定工作区域范围呈现先增加后减小的趋势。增加D^(+)离子比例、减小D^(+)离子及Ti^(2+)离子入鞘速度,均会显著增加离子引出稳定工作区域范围。 展开更多
关键词 混合多组分等离子体 高压查尔特鞘层 动力学模型
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多组分尘埃等离子体中非线性尘埃声孤波的传播特征 被引量：1
4
作者 林麦麦 王明月 蒋蕾 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期159-168,共10页
采用Sagdeev势方法研究了多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声孤波的传播特征.推导得到了在含有尘埃颗粒、电子流、质子流及Kappa电子和离子的多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声波所对应的Sagdeev势函数.并利用定性分析方法,确定该系... 采用Sagdeev势方法研究了多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声孤波的传播特征.推导得到了在含有尘埃颗粒、电子流、质子流及Kappa电子和离子的多组分尘埃等离子体中的非线性尘埃声波所对应的Sagdeev势函数.并利用定性分析方法,确定该系统同时存在线性周期波解轨道、非线性周期波解轨道和孤立波解轨道.与此同时,借助数值模拟方法发现:该多组分尘埃等离子体系统中仅存在振幅小于零的稀疏型孤立波,且非线性尘埃声孤波的振幅、宽度及波形等传播特征均与马赫数M、多种粒子数密度、温度、电荷量、质量及Kappa电子数、离子数等各种系统参数存在紧密关联. 展开更多
关键词 多组分尘埃等离子体 尘埃声孤波 Sagdeev势方法
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多组分复杂等离子体中(3+1)维非线性离子声孤波的研究 被引量：2
5
作者 林麦麦 龚雪 +1 位作者 段文山 杜海粟 《西北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期44-49,共6页
研究了在多组分复杂等离子体中(3+1)维非线性离子声孤波的基本传播特性.利用约化摄动方法,推导得到用来描述多组分复杂等离子体中(3+1)维非线性离子声孤波的ZK方程.此外,借助数值模拟的方法分析了原有等离子体系统中的不同参数对非线性... 研究了在多组分复杂等离子体中(3+1)维非线性离子声孤波的基本传播特性.利用约化摄动方法,推导得到用来描述多组分复杂等离子体中(3+1)维非线性离子声孤波的ZK方程.此外,借助数值模拟的方法分析了原有等离子体系统中的不同参数对非线性离子声孤波的非线性强度、振幅、宽度等传播特性的重要影响. 展开更多
关键词 多组分复杂等离子体 约化摄动法 离子声孤波
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含有Kappa分布电子的多组分等离子体中的(3+1)维非线性离子声波
6
作者 林麦麦 蒋蕾 +4 位作者 宋秋影 付颖捷 王明月 文慧珊 于腾萱 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期266-274,共9页
应用约化摄动法推导得到用来描述含有Kappa分布电子的多组分复杂等离子体中非线性离子声孤波的Zakharov-Kuznetsov(ZK)方程.进而获得了非线性离子声孤波的非线性强度随系统参数的变化规律.同时,利用Sagdeev势方法求得Sagdeev势函数,明... 应用约化摄动法推导得到用来描述含有Kappa分布电子的多组分复杂等离子体中非线性离子声孤波的Zakharov-Kuznetsov(ZK)方程.进而获得了非线性离子声孤波的非线性强度随系统参数的变化规律.同时,利用Sagdeev势方法求得Sagdeev势函数,明确了系统参数对含有Kappa分布电子的多组分复杂等离子体相图、Sagdeev势函数及非线性离子声孤波的振幅与宽度等传播特征的重要影响. 展开更多
关键词 多组分复杂等离子体 (3+1)维非线性离子声波 约化摄动法
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电子的非广延分布对复杂多组分热等离子体中(1+1)维非线性离子声孤波的影响 被引量：1
7
作者 林麦麦 杜海粟 龚雪 《西北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期41-46,共6页
通过约化摄动方法,研究了电子的非广延分布对多组分热等离子体中(1+1)维非线性离子声孤波.推导得到了用来描述非线性离子声波运动过程的KdV方程,并利用数值模拟的方法,发现复杂等离子体系统的各种参数对非线性离子声孤波的振幅、宽度和... 通过约化摄动方法,研究了电子的非广延分布对多组分热等离子体中(1+1)维非线性离子声孤波.推导得到了用来描述非线性离子声波运动过程的KdV方程,并利用数值模拟的方法,发现复杂等离子体系统的各种参数对非线性离子声孤波的振幅、宽度和波形等存在重要影响. 展开更多
关键词 复杂多组分热等离子体 约化摄动法 电子的非广延分布 离子声孤波
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