研究目的
研究样品温度对激光诱导钼钨等离子体光学发射的影响,用于核材料的原位元素分析。
研究成果
研究表明,样品温度会显著影响激光诱导等离子体的光学发射,温度越高,谱线发射强度越大。这一发现对于改进托卡马克装置中高Z杂质元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析至关重要。
研究不足
该研究仅限于特定的钼钨合金,可能无法直接适用于其他材料。实验是在大气压下进行的,这可能无法完全复现托卡马克中的条件。
1:实验设计与方法选择:
采用调Q Nd:YAG激光器作为烧蚀源,在钼钨合金样品上产生等离子体,并对等离子体的光谱发射进行检测与分析。
2:样品选择与数据来源:
使用经认证的钼钨合金(Mo 70 wt.%和W 30 wt.%)作为样品,将其加热至20至410℃的不同温度。
3:实验设备与材料清单:
Nd:YAG激光器(Lapa-80,Beamtech)、二向色镜(DMSP950,Thorlabs;DMLP 567,Thorlabs)、激光功率计(842-PE,Newport)、配备ICCD的阶梯光栅光谱仪(iStar DH334T,Andor)、扫描电子显微镜(Quanta 450,FEI)、白光干涉仪(New View 6 K,Zygo Corporation)。
4:实验步骤与操作流程:
将激光聚焦于样品表面,采集发射光谱,改变样品温度并研究其对等离子体发射的影响。
5:数据分析方法:
通过分析谱线强度确定等离子体温度和电子密度,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪观察表面形貌及坑洞轮廓。
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Dichroic mirror
DMSP950
Thorlabs
Directing the laser beam normal to the sample surface.
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Dichroic mirror
DMLP 567
Thorlabs
Detecting the spectral emission of the laser-induced plasma.
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Echelle spectrograph with ICCD
iStar DH334T
Andor
Detecting and analyzing the spectral emission of the plasma.
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SEM
Quanta 450
FEI
Examining the irradiated samples for surface morphology and elemental analysis.
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White-light interferometry
New View 6 K
Zygo Corporation
Measuring the crater profiles.
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Nd:YAG laser
Lapa-80
Beamtech
Ablation source for creating plasma on the sample surface.
暂无现货
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Laser power meter
842-PE
Newport
Measuring the pulse energy after the focusing lens.
暂无现货
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