[发明专利]一种测量激光等离子体光谱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量激光等离子体光谱的方法，主要用于对激光与材料作 用产生的等离子体光谱进行测量、分析处理。

背景技术

自从脉冲激光器诞生以来，脉冲激光与固体的作用一直被许多学者所研 究。激光烧蚀溅射技术在薄膜沉积、材料微区分析、表面刻蚀和改性等方面具 有广泛的应用前景。强激光脉冲辐照固体材料将引起材料烧蚀，诱导产生等离子 体，从靶面溅射出大量电子、原子、分子、原子分子簇以及它们的正负离子。 从动力学来分析等离子体的形成、传播到消失，经历了一个电子、原子、离子、 分子和粒团之间相互剧烈碰撞作用的过程。激光烧蚀诱导发光的机理非常复杂， 烧蚀过程在激光脉冲内，激光对溅射碎片的再解离激发。等离子体的原子辐射来 自激光烧蚀溅射出的物质团簇或颗粒在等离子体中被电子汽化并激发。原子和 离子辐射强度随时间和空间的变化反映了激光烧蚀诱导等离子体的形成、增强 以及随激光脉冲终止以后的膨胀、减弱到消失的过程。采用时间分辨光谱测试 技术，发明一种测量激光等离子体光谱的方法，具有广阔地应用前景。

发明内容

本发明的目的是设计一种测量激光等离子体光谱的方法，其方法填补国内 外空白。

测量激光等离子体光谱的实验装置包括激光器(1)、透镜(2)、烧蚀室(3)、 靶(4)、透镜组(5)、单色仪(6)、Boxcar平均器(7)、光信号触发器(8)。激 光器(1)发出的激光通过一个透镜(2)，经过石英窗进入烧蚀室，垂直聚焦到烧 蚀室(3)内一个可旋转的靶(4)，激光辐照靶的表面时，形成一个绿色为主的等 离子体羽状发光体。在垂直于靶面的法线方向上，通过一对透镜(5)将等离子体羽 状发光体放大3倍后，成像在单色仪(6)的狭缝上。输入Boxcar平均器(7)，通过 光信号触发器(8)使光信号与电信号同步，输出由计算机数据采集板记录，发射 光谱强度的时间分辨测定是通过某些特定波长的发射谱线，此时单色仪固定在某 一波长上，沿着靶的法线方向移动单色仪，每一特定位置上的光强又用瞬态记录 仪进行时间分辨测定。用F900eV数据采集板记录，它能够直接储存与多次平均 所采集的信号，解决了测量等离子体的发光光谱问题。具有使用范围广、精缺 度高的优点，具有广阔地应用前景。

附图说明

图1是实现发明的激光等离子体光谱仪的装置示意图。

上述图中，1激光器，2是透镜，3是烧蚀室，4是靶，5是透镜组，6是单 色仪，7是Boxcar平均器，8是光信号触发器。