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采用双脉冲无标定激光诱导击穿光谱分析合金与太阳能电池
摘要： 我们采用了一种改进的无标定激光诱导击穿光谱（CF-LIBS）方法对标准Gd/Ge/Si合金和太阳能电池进行成分分析。通过在样品表面产生双脉冲激光等离子体，并在优化的脉冲间隔与能量比条件下记录发射光谱。利用玻尔兹曼图确定的等离子体温度来计算样品中所有元素的浓度。将结果与参考值及传统CF-LIBS数据进行对比，显示传统方法与改进方法的检测结果相近且均与参考值高度吻合。值得注意的是，改进的CF-LIBS方法不仅效果相当，而且操作更简便、速度更快。因此将该方法应用于三块未知多晶硅太阳能电池的检测，测得铝、碳、钙、铁、铟、钛、锑和锡等元素的百万分比浓度（ppm）。该方法有望用于光伏器件制造过程的实时痕量监测——这些器件的转换效率对杂质浓度极为敏感。
关键词： 合金与太阳能电池，双脉冲激光诱导击穿光谱，激光诱导等离子体，定量元素分析，无标样激光诱导击穿光谱，等离子体参数
更新于2025-09-23 15:21:01
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液体中脉冲激光烧蚀制备层状纳米材料的光学控制
摘要： 液相脉冲激光烧蚀技术通过结合化学与光学控制手段，能快速制备出尺寸、成分及晶相可控的纳米结构，且无需使用表面活性剂。我们在激光诱导的液相限域等离子体中测得极高温度（约8,400±1,300 K）、高压及高离子密度。这种独特条件与纳米颗粒形成过程中的快速冷却效应相结合，使材料相图中的极端区域成为可能。由此我们制备出具有特殊物理性质的亚稳态层状铜锌氢氧化物基纳米晶体，这些材料可作为二维无机半导体纳米材料的前驱体。
关键词： LTE光谱、光学控制、电子温度、层状纳米晶体、液体中脉冲激光烧蚀、激光诱导等离子体
更新于2025-09-23 15:19:57
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空气中两束相向传播的激光诱导等离子体与冲击波的相互作用
摘要： 采用二维发射成像与阴影成像技术，研究了7纳秒激光诱导大气空气击穿（LIB）产生的两束相向传播等离子体及其冲击波的相互作用。研究揭示了两个等离子体源间距（d）及其能量比对等离子体与冲击波演化过程的影响。这些低密度、低温等离子体源在相互作用区域形成驻留层，其特性表现出与输入能量密切相关的有趣规律。通过对比双等离子体羽流与冲击波在环境空气中的相互作用动力学与单等离子体源的情况，清晰呈现了相互作用过程中的能量交换机制?；诙⑸渫枷裼胍跤俺上竦牡壤胱犹迳淞餮莼芯勘砻?，二者具有极佳的关联性，为理解等离子体诱导冲击波对膨胀等离子体的作用提供了重要依据。观测发现高能源冲击波前沿穿越低能源等离子体时，主要导致射流的形成及其演化过程。
关键词： 激光诱导等离子体、等离子体射流、等离子体相互作用、冲击波、相向传播、驻留层
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光等离子体冲击波对熔融石英玻璃后表面的损伤特性
摘要： 高功率激光作用下，熔石英后表面的损伤比前表面更为严重，这阻碍了高功率激光装置能量的提升。对于光学元件而言，激光电离击穿是造成损伤的主要因素，尤其是激光等离子体冲击波会导致熔石英出现大面积断裂损伤。本研究通过实验观测了损伤形貌并获取了损伤点的特征参数；在理论研究方面，基于有限元法分析了冲击波在玻璃中的耦合与传播过程，从而获得了应力大小与方向数据。结合玻璃在不同应力作用下的断裂特性以及损伤区域拉曼光谱的变化，阐明了玻璃的损伤机制。此外，还研究了玻璃厚度对损伤形貌的影响。本研究成果可为理解激光等离子体冲击波诱导损伤的特征与机理提供参考依据。
关键词： 不同厚度、拉曼光谱、熔融石英后表面、激光诱导等离子体、有限元法
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳秒激光等离子体产生的极紫外与软X射线辐射的AXUV光电二极管诊断技术：时间分辨与时间积分分析
摘要： 本文研究了AXUV（绝对极紫外）光电二极管诊断的时间分辨与时间积分实验结果及分析。这些结果通过测量激光脉冲（强度约5×1011 W/cm2，脉宽10-30 ns，波长1064 nm）与316钢靶相互作用产生的等离子体所辐射的极紫外（EUV）与软X射线（SX）功率获得。AXUV光电二极管检测到具有三个特征峰的EUV与SX信号。通过对AXUV信号的时间分辨分析推断：首个信号峰主要与自由-自由跃迁辐射机制相关，后续峰则分别与自由-束缚跃迁和束缚-束缚跃迁相关。观测发现EUV与SX脉冲辐射能量与激光脉冲能量呈近似线性比例关系。时间积分结果表明，平均能量转换效率约为3.7%。
关键词： 自由-自由跃迁，AXUV光电二极管，极紫外与软X射线，能量转换效率，激光诱导等离子体，自由键跃迁
更新于2025-09-19 17:13:59
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飞秒激光功率对空气中诱导等离子体几何形态、超连续白光产生及锥形辐射影响的实验研究
摘要： 本文通过实验研究了飞秒激光在不同功率下诱导空气中等离子体的几何形态变化，及其对超连续白光产生和锥形辐射的影响。当飞秒激光聚焦于空气中微小光斑时，空气分子发生光学击穿并形成等离子体细丝，其几何尺寸和形状随激光功率变化。该过程随后引发两种发光现象：超连续白光产生和锥形辐射，二者散射的光均能反映等离子体细丝的特征。实验表明：高平均激光功率下等离子体变细长，低功率时则呈现粗短圆形。高功率时前向散射的锥形辐射占主导，低功率时各向同性的超连续白光散射更显著。远场白屏上形成的复杂彩虹状图案揭示了锥形辐射中发生的精细非线性光学过程，该现象随激光功率降低逐渐减弱。
关键词： 飞秒激光、锥形发射、激光诱导等离子体、超连续谱白光
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光诱导等离子体分裂动力学
摘要： 通过时空等离子体成像与光谱技术研究了激光诱导等离子体羽流的裂解动力学。实验在宽压力范围（10?2–10? Pa）和不同激光脉冲能量（5–40 mJ）条件下对铜靶材进行等离子体激发，观察到羽流分裂为快慢两个组分?？占浞直娴牡壤胱犹逋枷裼牍馄追治霰砻鳎核孀攀奔渫埔?，最亮辐射区会从慢速组分向快速组分迁移。其中发射波长在315-335 nm和485-504 nm的铜原子与离子属于快速组分，而发射波长在315-335 nm和505-525 nm的铜原子则属于慢速组分。研究提出电荷分离场理论来解释原子与离子分别向慢速和快速组分的分离现象。该成果对激光诱导击穿光谱、脉冲激光沉积及纳米尺度合成具有重要参考价值。
关键词： 激光诱导等离子体、光谱学、分裂、成像
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于532纳米与1064纳米激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对中药青蒿的表征分析
摘要： 为研究激光波长对艾蒿中金属元素检测的影响，采用工作波长分别为1064纳米和532纳米的脉冲激光器进行激光诱导击穿光谱（LIBS）实验以产生等离子体。通过分析镁离子（Mg II）279.54纳米、氰基（CN）388.29纳米、钙离子（Ca II）393.37纳米和铁离子（Fe II）404.27纳米的特征谱线，评估了532纳米与1064纳米激光在不同延迟时间下的光学发射特性。同时研究了数据采集延迟时间对谱线强度、信背比及激光等离子体特征参数的影响。结果表明：1064纳米激光诱导产生的等离子体具有比532纳米激光更高的信背比和温度，但532纳米激光产生的等离子体电子密度更高。此外还发现一个显著现象：无论采用532纳米还是1064纳米激光，离子谱线强度均强于原子谱线强度。
关键词： 激光诱导等离子体，青蒿，激光诱导击穿光谱技术（LIBS）
更新于2025-09-12 10:27:22
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CO<sub>2</sub>激光脉冲在氩气中诱导的快速电离波特性研究
摘要： 快电离波（FIW）是激光诱导等离子体击穿后的一种现象，在大气压条件下使用CO?激光脉冲、当激光强度为1011–1013 W/m2时被观测到。根据Raizer的Chapmann-Jouguet爆轰理论，FIW因其传播速度高于激光支持爆轰波（LSDW），被归类为"过驱动爆轰"形式的激光吸收波。已有部分研究报道了固体激光器激发的FIW扩展现象，但FIW与LSDW之间的阈值特性尚未得到根本性理解。本研究采用高速可视化与光学发射光谱技术，探究氩气环境中激光吸收波的转变过程。为阐明转变阈值的物理机制，使用5 J CO?脉冲激光器、中阶梯光栅光谱仪及增强型CCD相机，对等离子体温度与密度进行定量分析。结果表明：FIW波前电子温度为0.7 eV，电子数密度达2.5×1023 m?3；在FIW-LSDW转变界面，电子温度升高1 eV且密度降低2.2×1023 m?3。此外，基于光谱实验获取的电子温度与密度数据，评估了转变阈值及局部热力学平衡态的存在性。
关键词： 等离子体温度、光学发射光谱、快离子化波、等离子体密度、二氧化碳激光器、激光诱导等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光诱导等离子体中空间分子AlO温度分布
摘要： 采用铝氧化物发射光谱的空间分辨、视线方向测量数据，结合阿贝尔反演技术提取等离子体的径向温度分布。通过对径向解卷积信号强度进行等高线映射，发现等离子体与环境大气交界处附近存在AlO形成的环状结构。分子光谱模拟与谱线轮廓拟合程序相结合，温度结果通过横向、非对称径向及对称径向AlO光谱强度剖面的同步推断共同呈现。该分析表明：径向剖面中存在激波现象，包括等离子体初始阶段产生的冲击波后方出现的温度骤降特征。
关键词： 激光诱导等离子体、阿贝尔变换、等离子体光谱学、分子光谱学、等离子体动力学、激光诱导击穿光谱、双原子光谱学
更新于2025-09-12 10:27:22