激光等离子体极紫外辐射特性及其波长定标研究

论文摘要

纳秒激光脉冲与固体物质相互作用产生的激光等离子体具有辐射波段宽、多种电荷态离子共存、原子过程复杂和温度密度的空间梯度较大等特点,对其辐射输运性质和动力学演化特性进行研究具有非常重要的意义。高分辨率的EUV光谱仪是研究激光等离子体辐射和动力学演化行为的必不可少的工具。目前,大多数掠入射极真空紫外光谱仪在测量时都要进行精确的波长定标。在本论文的研究中,我们利用激光产生的Al、C、Si和S等离子体的EUV光谱完成了Mcpherson 248/310G型掠入射高精度紫外光谱仪的波长定标。结合获得的定标数据和对相关原子结构计算,对激光产生的Cr等离子体在极紫外波段的辐射特性进行了深入研究,获得了大量的能级和跃迁信息,这些信息可以进一步应用到谱仪定标中。本论文的主要工作如下:（1）测量了激光产生的Al、C、Si、S等离子体在9.5 nm、10 nm和12 nm三个中心波长下的EUV光谱,并对实验光谱进行了谱线识别。利用识别出的光谱数据结合多项式拟合完成了对上述三个中心波长下光谱仪的波长定标。（2）测量了激光产生的Cr等离子体在6.5-15 nm波段的光谱,利用获得的定标数据对其进行了波长转换。基于原子结构计算程序FAC和Cowan RCN,RCN2和RCG辨识出该实验光谱主要来自Cr5+-Cr10+离子的3p-4d、5d、4s跃迁,确认了六条高电荷态Cr离子的谱线可用于光谱仪的波长定标中。结合跃迁信息、电荷态分布和能级布居信息模拟了实验光谱,获到了等离子体温度和电子密度等状态参数,完成了对激光Cr等离子体的状态诊断。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 激光等离子体简介
•   1.2 激光等离子体光谱特征
•   1.3 极紫外光谱及其光谱仪波长定标
•   1.4 本论文的结构安排
•   参考文献
• 第二章 实验装置
•   2.1 极紫外光谱测量装置
•   2.2 激光器系统
•   2.3 时空分辨测量系统
•   2.4 真空系统
•   2.5 掠入射极真空紫外光谱仪
•   2.6 MCP探测器结构与工作原理
•   2.7 中心波长
•   2.8 小结
•   参考文献
• 第三章 EUV波段波长定标
•   3.1 引言
•   3.2 实验结果与分析
•   3.3 定标谱线的选取
•   3.4 多元素混合定标靶的制备
•   3.5 小结
•   参考文献
• 第四章 激光Cr等离子体光谱分析与模拟
•   4.1 引言
•   4.2 EUV发射光谱测量及分析
•   4.3 粒子数布局计算
•   4.4 EUV发射光谱模拟
•   4.5 本章小结
•   参考文献
• 第五章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 附录 攻读硕士期间发表和完成的主要论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴磊

导师: 董晨钟,苏茂根

关键词: 激光等离子体,高电荷态离子,极真空紫外波段光谱,波长定标

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,物理学,无线电电子学

单位: 西北师范大学

基金: 科技部国家重点研发计划专项(2017YFA0402300),国家自然科学基金(11874051,61741512,11564037,11364037)

分类号: TN24;O53

总页数: 65

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