激光诱导ti等离子体特性的实验研究

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2、科专业：—农作者姓名：：指异教师：ｍ这ｕ（ｈ独创性声明本人郑屯声明：所５．交的学位论文，是本人在导师的指导ｆ宄丨：作所取，独立进行研得的成宋。除文屮已注明引＿内奔以外．本论文小包含仔何艽他个人成＿已经发灰成ｆ切的作品丨碟，也＋包狀賴江苏大爭成其他教賴构的学位成证簡使用过的村料。对本文的研宄做出ｔ要允献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明？本人完全总识到本卢明的法律结宋由本人承拘。：位论文作＃签名７：ｙ－ｎ｝ｎ＾ｂＪ学位论文版权使用授权书

3、江苏人学、中国科学技术信息研宂所、国家图书馉、中国学术期刊（光盘版）电了杂志社打权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，吋以采用影卬、缩印成其他釔制－？．ｆ段保存论文。本人电ｆ文档的内奔和纸质论文的内荇相致，允ｉ午论文被杳阅和借阅，Ｍ时授权中国科学技术信息研宄所将本论文编入《中困学位论文全文数据库》并向社会提供杳询，授权中ａ学术期刊（光盘版〉电子杂志社将本论文编入《中＿优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供杳询。论文的公布（包括刊伎）授权江苏人学研宂生处办理。

4、本学位论文成于不保密学位论文作者签名：指导教师签名广月夕曰年／月，ｕ江苏大学硕士学位论文摘要应用脉冲激光冲击靶材，使其产生等离子体，然后对等离子体辐射的光谱进行检测分析从而获得靶材的相关信息，这就是激光诱导等离子体光谱技术（即LIBS）的应用原理。由于LIBS具有对检测样品的形态无要求且对样品几乎无损伤，检测精度高，范围大，操作方便等优点，因此其广泛运用于各学科和领域。金属Ti具有质轻、比强度大、耐腐蚀性等优点，广泛应用于航空业，造船业，机械制造和通讯器材的方面。研究Ti等离子体的

5、性质可以让我们对金属Ti有更深刻的了解和更好的运用，本文利用LIBS技术对Ti靶进行冲击，检测并分析了Ti等离子体的性质，全文的主要研究工作如下：第一部分:阐述了等离子体及激光诱导等离子体的概念、性质、产生的原因以及分类，对等离子体谱线的展宽进行了分析。详细描述了光谱定量分析两种常用方法，内标法和标准加入法。第二部分：计算并分析了Ti等离子体在激光能量为180mJ、230mJ和280mJ，延迟时间为0～500ns情况下的等离子体电子温度。室温、常压下，利用Nd：YAG脉冲激光器产生的波长为106

6、4nm的脉冲激光冲击Ti靶，改变激光器的能量和延时器的延迟时间，得到Ti等离子体光谱，分析谱线可以得到多条TiI和TiII离子谱线，证明在该实验条件下，激光能量足够Ti靶电离,利用Saha-Boltzmann法计算并分析Ti等离子体电子温度，实验结果表明：延迟时间100ns，激光能量为230mJ时，等离子体电子温度T=9374K。延迟时间为0～150ns时，电子温度快速下降，激光能量为280mJ时，电子温度下降了约5500K，激光能量230mJ和180mJ时，电子温度分别下降了5000K和510

7、0K。延迟时间为150ns～250ns时，三种等离子体的电子温度都缓慢上升，其中180mJ激光能量下的电子温度上升速率较快。其电子温度上升了近600K，230mJ和280mJ激光能量下，电子温度分别上升了370K和480K。延迟时间250ns～500ns时，三种激光能量下的等离子体电子温度都缓慢下降，其中230mJ激光能量下的等离子体的电子温度由8253K缓慢下降到6880K，180mJ和280mJ激光能量下，电子温度分别下降了1150K和1700K。第三部分：计算并分析了Ti等离子体在激光能量

8、为180mJ、230mJ和230mJ，延迟时间为0～500ns情况下电子密度的时间演化规律。根据第二部分实验中得到的光谱图，选取激光能量为230mJ,延迟时间为100ns时，谱线TiII375.95nm附近的曲线进行Lorentz曲线拟合，得到拟合后谱线半高宽为0.108nm,根据斯塔克展宽法计算得到电子密度为1.49×1016cm-3。对三种激光能量下的等离子体电子密度的时间演化规律分析发现：在延迟时间0～150ns内，随着等离子体向外快速膨胀，空间逐渐增大，等离子体电子密度急速下I激光诱导T