1.06μm激光烧蚀Cu引发的等离子体发射光谱研究及温度效应

该研究论文《空气中激光烧蚀Cu产生等离子体发射光谱的研究》发表于2005年的原子与分子物理学报，由苏茂根、陈冠英、张树东、薛思敏和李澜等人在西北师范大学物理与电子工程学院完成。研究者们利用Q开关Nd:YAG激光器，这是一种特定类型的激光器，其工作波长为1.06微米，脉冲宽度为10纳秒，聚焦在空气中铜（Cu）靶上，以观察激光激发的Cu等离子体发射的光谱特性。 实验过程中，通过改变激光的能量，研究人员对440纳米至540纳米之间的空间分辨发射光谱进行了详细的分析。在实验条件下，他们假设达到了局部热力学平衡（LTE），依据谱线的相对强度，推算出等离子体中的电子温度高达10,000开尔文（K）以上。这表明激光能量足以引发高温等离子体的形成，这对于理解等离子体物理过程至关重要。 论文进一步探讨了电子温度在靶面附近的空间分布变化规律，这有助于揭示激光烧蚀过程中的能量传输和转化机制。特别关注的是，作者深入研究了氮（N II）500.52纳米谱线的强度和半高全宽随激光能量的变化趋势，这是理解等离子体动力学行为和诊断激光烧蚀效率的关键参数。 这项工作对于激光加工、材料科学以及等离子体物理学等领域具有实际应用价值，如在材料表面处理、精密加工以及等离子体诊断技术等方面，提供了重要的理论基础和实验数据支持。整体来说，该研究展示了激光与物质相互作用的复杂过程，并为进一步优化激光加工工艺和提升等离子体控制提供了科学依据。