激光诱导煤样等离子体的表征

摘要：

以脉冲 Nd·YAG激光器泵浦的光学参量发生／放大器输出为激发源,获得了一种家庭用煤样品的激光诱导等离子体(laser induced plasma,LIP)发射光谱。谱线线型呈洛伦兹线型,表明等离子体加宽以Stark展宽为主。利用发射谱线的 Stark展宽和强度,通过测量等离子体不同位置的发射光谱,确定了等离子体温度和电子密度的空间分布,发现二者在垂直等离子体发光火焰方向相对火焰中心对称分布,沿发光火焰方向不具有对称分布的特点。发光火焰中心的等离子体温度和电子密度最大,且发光强度较大,因此利用光谱技术测量等离子体特征量时,宜采集火焰中心的发射光谱。样品中有些元素的发射谱线线型显示,等离子体中存在很强的自吸收现象,自吸收程度和激发波长及激光能量密切相关,激发波长接近谱线中心波长时,自吸收现象最明显；随激光能量的增加,发射光谱强度增加的同时,自吸收的程度也增大。把这些现象归因于原子跃迁概率的增大及激光强度增加引起的等离子体中粒子数密度的增大。自吸收现象导致实验观测到的发射谱线强度小于 LIP的真实辐射强度,对等离子体进行测量时,应选取不存在自吸收现象的谱线,以便于提高测量准确度。

关键词：激光诱导等离子体、电子温度、电子密度、自吸收

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分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目11174078;中央高校基本科研业务费专项资金项目13ZD23,2014MS162;新世纪优秀人才支持计划项目NCET-12-0844

在线出版日期：2016-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1323-1327