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共轴双脉冲激光诱导击穿光谱等离子体辐射信号的增强机制
1
作者
赵芸怡
宋震
+5 位作者
王俊霄
张雷
马维光
董磊
尹王保
贾锁堂
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第13期2029-2039,共11页
双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和...
双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和二维轴对称流体动力学的理论模型,并用它模拟了单脉冲LIBS和共轴双脉冲DP-LIBS激发条件下激光烧蚀铝镁合金产生等离子体及其辐照度的时空演化过程,对比了不同脉冲间隔下谱线强度的增强效果,分析了等离子体温度、各类粒子数密度的空间分布结构以及等离子体的屏蔽效应,并由此阐释了DP-LIBS的光谱信号增强机制。结果表明,共轴DP-LIBS诱导等离子体辐射信号的增强主要源于第二束激光增加了粒子数密度和等离子体温度,而等离子体的屏蔽效应主要出现在靶材表面的羽流层。这一研究为DP-LIBS实验研究和信号增强溯源提供了重要的理论基础,也能够帮助科研人员快速准确地优化DP-LIBS实验装置参数。
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关键词
激光诱导等离子体
辐射
流体
动力学模型
双脉冲激光诱导击穿光谱
激光烧蚀
信号增强机制
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职称材料
真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究
2
作者
符彦飙
杜颖
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023年第1期66-71,共6页
利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、S...
利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、Sn离子在等离子体演化过程中离子密度和等离子体温度的空间分布诊断.结果表明,理论模拟的谱线强度及其时间演化规律与实验结果符合较好,理论重构的不同时间延迟下离子密度和等离子体温度的空间分布图像可以直观地呈现多元素等离子体中不同电荷态离子在等离子体中的演化过程,预期可为多元素情形下的激光等离子体辐射特性及其应用提供帮助.
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关键词
激光等离子体
辐射
流体
动力学模型
等离子体温度
电子密度
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职称材料
高电荷态锡离子极真空紫外波段自吸收光谱轮廓的细致分析
被引量：
1
3
作者
苏茂根
敏琦
+2 位作者
曹世权
孙对兄
董晨钟
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2017年第12期54-61,共8页
等离子体动力学模拟是一种非常有效的等离子体状态诊断和光谱分析方法,已被广泛应用于激光等离子体光谱的解释和演化分析中.本文基于流体动力学方程和辐射输运方程,并结合稳态的碰撞辐射模型,提出了一种简化的能够分析模拟中高Z元素高...
等离子体动力学模拟是一种非常有效的等离子体状态诊断和光谱分析方法,已被广泛应用于激光等离子体光谱的解释和演化分析中.本文基于流体动力学方程和辐射输运方程,并结合稳态的碰撞辐射模型,提出了一种简化的能够分析模拟中高Z元素高电荷态离子极真空紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)波段光谱的辐射流体动力学模型,并成功应用于激光产生的锡等离子体EUV光谱的分析和模拟.结果表明,理论模拟光谱与激光功率密度为1.90×10^(11)?W/cm^2的实验光谱之间具有良好的一致性.通过比较Sn^(7+)–Sn^(11+)离子的4d-4f,4p-4d和4d-5p,5f跃迁阵列的发射轮廓和自吸收轮廓,明确了不透明度效应对发射光谱轮廓的影响,成功解释了13.5?nm附近自吸收带和自吸收峰的成因.相关研究预期能够为极真空紫外辐射在光刻、计量、生物成像等领域的应用研究提供参考.
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关键词
激光等离子体
高电荷态离子
辐射
流体
动力学模型
自吸收效应
原文传递
题名
共轴双脉冲激光诱导击穿光谱等离子体辐射信号的增强机制
1
作者
赵芸怡
宋震
王俊霄
张雷
马维光
董磊
尹王保
贾锁堂
机构
山西大学物理电子工程学院
山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学激光光谱研究所
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第13期2029-2039,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2017YFA0304203)
长江学者和创新团队发展计划资助项目(No.IRT_17R70)
+2 种基金
国家自然科学基金资助项目(No.61975103,No.61875108,No.61775125,No.11434007)
111计划资助项目(No.D18001)
山西省“1331工程”重点学科建设计划资助项目。
文摘
双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)在痕量元素的高灵敏探测中发挥着重要作用,有关其信号增强机制已存在有诸多解释,但有必要进一步从等离子体辐射荧光特性、等离子体温度和数密度的空间分布等方面开展深入探讨。构建了基于激光热烧蚀和二维轴对称流体动力学的理论模型,并用它模拟了单脉冲LIBS和共轴双脉冲DP-LIBS激发条件下激光烧蚀铝镁合金产生等离子体及其辐照度的时空演化过程,对比了不同脉冲间隔下谱线强度的增强效果,分析了等离子体温度、各类粒子数密度的空间分布结构以及等离子体的屏蔽效应,并由此阐释了DP-LIBS的光谱信号增强机制。结果表明,共轴DP-LIBS诱导等离子体辐射信号的增强主要源于第二束激光增加了粒子数密度和等离子体温度,而等离子体的屏蔽效应主要出现在靶材表面的羽流层。这一研究为DP-LIBS实验研究和信号增强溯源提供了重要的理论基础,也能够帮助科研人员快速准确地优化DP-LIBS实验装置参数。
关键词
激光诱导等离子体
辐射
流体
动力学模型
双脉冲激光诱导击穿光谱
激光烧蚀
信号增强机制
Keywords
laser-induced plasma
radiation fluid dynamics model
double pulse laser-induced breakdown spectroscopy(DP-LIBS)
laser ablation
signal enhancement mechanism
分类号
O433 [机械工程—光学工程]
O532.2 [理学—光学]
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职称材料
题名
真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究
2
作者
符彦飙
杜颖
机构
西北师范大学物理与电子工程学院
出处
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023年第1期66-71,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(12064040,11904293,11874051)
甘肃省创新基础研究群体基金资助项目(20JR5RA541)
西北师范大学重点培养资助项目(NWNU-LKZD2021-02)。
文摘
利用时间分辨发射光谱法测量了真空环境中激光Al-Sn合金等离子体时间演化光谱,结合基于流体动力学方程和辐射输运方程的多元素激光等离子体辐射流体动力学模型及程序,模拟了Al-Sn合金等离子体在真空中的膨胀演化,实现了不同电荷态Al、Sn离子在等离子体演化过程中离子密度和等离子体温度的空间分布诊断.结果表明,理论模拟的谱线强度及其时间演化规律与实验结果符合较好,理论重构的不同时间延迟下离子密度和等离子体温度的空间分布图像可以直观地呈现多元素等离子体中不同电荷态离子在等离子体中的演化过程,预期可为多元素情形下的激光等离子体辐射特性及其应用提供帮助.
关键词
激光等离子体
辐射
流体
动力学模型
等离子体温度
电子密度
Keywords
laser-produced plasma
radiation hydrodynamic model
plasma temperature
ion density
分类号
TN24 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
高电荷态锡离子极真空紫外波段自吸收光谱轮廓的细致分析
被引量：
1
3
作者
苏茂根
敏琦
曹世权
孙对兄
董晨钟
机构
西北师范大学物理与电子工程学院
出处
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2017年第12期54-61,共8页
基金
国家自然科学基金(编号:11064012,11364037,11274254,U1332206,11564037)
甘肃省高等学校基本科研业务费
甘肃省自然科学基金(编号:1308RJZA166,1104WCGA186)资助
文摘
等离子体动力学模拟是一种非常有效的等离子体状态诊断和光谱分析方法,已被广泛应用于激光等离子体光谱的解释和演化分析中.本文基于流体动力学方程和辐射输运方程,并结合稳态的碰撞辐射模型,提出了一种简化的能够分析模拟中高Z元素高电荷态离子极真空紫外(Extreme Ultraviolet,EUV)波段光谱的辐射流体动力学模型,并成功应用于激光产生的锡等离子体EUV光谱的分析和模拟.结果表明,理论模拟光谱与激光功率密度为1.90×10^(11)?W/cm^2的实验光谱之间具有良好的一致性.通过比较Sn^(7+)–Sn^(11+)离子的4d-4f,4p-4d和4d-5p,5f跃迁阵列的发射轮廓和自吸收轮廓,明确了不透明度效应对发射光谱轮廓的影响,成功解释了13.5?nm附近自吸收带和自吸收峰的成因.相关研究预期能够为极真空紫外辐射在光刻、计量、生物成像等领域的应用研究提供参考.
关键词
激光等离子体
高电荷态离子
辐射
流体
动力学模型
自吸收效应
Keywords
laser-produced plasma, highly charged ions, radiation hydrodynamic model, self-absorption effect
分类号
O53 [理学—等离子体物理]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
共轴双脉冲激光诱导击穿光谱等离子体辐射信号的增强机制
赵芸怡
宋震
王俊霄
张雷
马维光
董磊
尹王保
贾锁堂
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
真空中铝锡合金激光等离子体的时间演化研究
符彦飙
杜颖
《西北师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
3
高电荷态锡离子极真空紫外波段自吸收光谱轮廓的细致分析
苏茂根
敏琦
曹世权
孙对兄
董晨钟
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2017
1
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