等离子体特性国内外研究现状综述

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S. S. Harilal等在文献[1]中对等离子体特性的实验研究方法进行了归纳概括，有发射光谱法（OES）、激光诱导荧光法（LIF）、激光吸收光谱法（LAS）、干涉法、质谱法和光束偏转法，其中作者对OES法进行了重点论述。同时，苏茂根[2]、董全力[3]和满宝元[4]等人在研究过程中也都采用了OES方法，并对该方法的具体操作过程进行了详细论述。鉴于OES法所具有的诸多优势，我们最终决定也采用该方法来进行实验研究。64343

等离子体的电子温度和电子密度测量主要是通过采集等离子体发射光谱，并对发射光谱进行数据处理得到。激光产生等离子体的电子温度和电子密度受许多因素的影响，如：激光能量、烧蚀物质的种类、等离子体的产生环境等。围绕这些影响因素，学者们做了大量的实验研究。O. Barthe´lemy[5]等在实验中研究了激光的波长和激光脉冲的持续时间对激光产生铝等离子体电子温度和电子密度的影响。通过研究发现铝等离子体的电子温度随着激光波长的增加而升高，等离子体的膨胀程度也会增大，电子密度减小；而随着激光作用时间的增加，等离子体温度略微有所升高，但是其密度几乎保持不变。李澜[6]等在实验中也得到了同O. Barthe´lemy相似的结论，而且还提出了在一定情况下，铜等离子体的辐射特征谱强度与电子温度似乎存在着某一最佳能量阀值，这将对激光烧蚀溅射薄膜以及激光痕量分析找到最佳条件具有非常的意义。S. S. Harilal[1]在实验中测得了激光烧蚀锡等离子的电子温度与电子密度，通过研究发现，距离靶板表面距离越远，等离子体的电子温度和电子密度越小；随着延迟时间增大，其电子温度会先减小再增大，论文网对于这一点，作者认为这是由激光产生的等离子体内部存在的化学反应所引起的。K.Takahashi等[7]运用高速摄影结合阴影法和纹影法得到了激光照射铝靶表面诱导的等离子和冲击波阴影和纹影图，计算了等离子体点燃时间实验数据对确定发射光谱信号采集时间是十分份有帮助的。吴立志[8]分别采用Cu原子发射光谱和Al原子发射光谱研究了约束状态与非约束状态对等离子体电子温度和电子密度的影响，通过研究发现约束状态下的等离子体电子温度和电子密度都更大，这是因为玻璃基片在减缓等离子体扩散和冷却速度时起到了一定的作用。

对于Boltzmann图谱法计算电子温度和Stark展宽法计算电子密度，N. Konjevic等在文献[9]中对其做了详细介绍。Boltzmann图谱法是一种非常简单的计算电子温度的方法，但是，Boltzmann图谱法的应用是需要满足局部热力学平衡这个条件的。董全力文献[3]中对等离子体发射谱带展宽机制进行研究，根据Cu原子特征谱线的半高全宽，采用Stark展宽法计算Cu等离子体的电子密度，给出其电子密度的时间与空间演化规律。实验数据处理方面，对于如何处理实验误差，孙秀云[10]等通过研究对比前人实验数据，证实了每一个实验数据的重要性，如果不能确定某个数据肯定是错误的，那么，即使这个数据看上去不正确，在处理过程中也是不能被忽略的。