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激光誘導水垢等離子體溫度精確求解研究

2014-04-17 09:05:45羅文峰趙小俠朱海燕謝東華
激光技術 2014年5期

羅文峰,趙小俠,朱海燕,謝東華,劉 娟,付 勇

(1.西安郵電大學電子工程學院,西安710121;2.西安文理學院應用物理研究所,西安710065;3.安陽凱信變壓器有限責任公司,安陽455000)

激光誘導水垢等離子體溫度精確求解研究

羅文峰1,趙小俠2,朱海燕1,謝東華1,劉 娟1,付 勇3

(1.西安郵電大學電子工程學院,西安710121;2.西安文理學院應用物理研究所,西安710065;3.安陽凱信變壓器有限責任公司,安陽455000)

為了減小譜線自發輻射躍遷幾率等參量的不確定性帶來的計算誤差,采用一種改進型的迭代Boltzmann算法研究了激光誘導水垢等離子體的電子溫度,經過12次迭代,線性相關系數由0.7687提高到0.99991,得到水垢等離子體的電子溫度為5012K。Lorentz函數擬合CaⅡ393.37nm得到水垢等離子體的電子密度是5.7×1016cm-3,遠高于臨界值6.4×1015cm-3,證明激光誘導水垢等離子體滿足局部熱力學平衡模型。結果表明,本方法不僅操作簡單,而且可以明顯提高等離子體特征參量的求解精度。

激光技術;電子溫度;電子密度;激光誘導擊穿光譜;等離子體;發射光譜

引 言

近年來,等離子體作為一門物理和化學的交叉學科已經被廣泛應用于微電子、材料制備、環保、航空航天、軍事等領域。由于等離子體放電過程非常復雜,因此,等離子體物理及其應用領域長期存在一個難題,即如何準確而又無干擾地診斷等離子體的特征參量(如電子溫度和電子密度等)[1]。

目前,等離子體診斷方法主要有探針法和阻抗測量法等[2]。這些接觸式測量方法適用于大范圍、均勻分布等離子體參量的診斷,但是該方法不可避免地對等離子體產生擾動,影響測量的精確度。……

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