激光誘導水垢等離子體溫度精確求解研究

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。……