光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
2014年
3期
801-804
,共4页
邓春凤%伍春雷%汪一夫%卢彪%温中伟
鄧春鳳%伍春雷%汪一伕%盧彪%溫中偉
산춘봉%오춘뢰%왕일부%로표%온중위
真空弧离子源%发射光谱%Saha-Boltzmann方程%斯塔克展宽-Saha方程
真空弧離子源%髮射光譜%Saha-Boltzmann方程%斯塔剋展寬-Saha方程
진공호리자원%발사광보%Saha-Boltzmann방정%사탑극전관-Saha방정
Vacuum arc ion source%Emission spectrometry%Saha-boltzmann equation%Stark broadening-saha equation
作为一种常用的等离子体诊断方法,原子发射光谱法具有非侵入、在线诊断、时空分辨等优点,在等离子体诊断领域得到了广泛的应用。作为一种单次脉冲离子源,真空弧离子源具有结构紧凑、工作压强低、束流大和可以随时开始工作等其他类型的离子源所无法比拟的优点,在离子源研究和应用领域受到了极大的关注。为了研究真空弧离子源的放电过程,对其放电生成等离子体的特性进行详细描述,并为进一步的离子源研究和改进奠定基础,采用原子发射光谱法对其放电生成等离子体的参数进行诊断。本文结合原子发射光谱的斯塔克(Stark)展宽和Saha-Boltzmann方程,发展了两种针对光谱仪采集到的发射光谱数据的处理方法,可对等离子体的电子温度、电子密度、离子温度以及热运动状态进行诊断。对阴极为Ti(H)材料时真空弧离子源放电生成的等离子体,分别采用这两种方法对其进行了诊断,对诊断结果的有效性进行了判断。此外,还对光谱采集过程中,实验室背景辐射对诊断结果的影响进行了讨论。
作為一種常用的等離子體診斷方法,原子髮射光譜法具有非侵入、在線診斷、時空分辨等優點,在等離子體診斷領域得到瞭廣汎的應用。作為一種單次脈遲離子源,真空弧離子源具有結構緊湊、工作壓彊低、束流大和可以隨時開始工作等其他類型的離子源所無法比擬的優點,在離子源研究和應用領域受到瞭極大的關註。為瞭研究真空弧離子源的放電過程,對其放電生成等離子體的特性進行詳細描述,併為進一步的離子源研究和改進奠定基礎,採用原子髮射光譜法對其放電生成等離子體的參數進行診斷。本文結閤原子髮射光譜的斯塔剋(Stark)展寬和Saha-Boltzmann方程,髮展瞭兩種針對光譜儀採集到的髮射光譜數據的處理方法,可對等離子體的電子溫度、電子密度、離子溫度以及熱運動狀態進行診斷。對陰極為Ti(H)材料時真空弧離子源放電生成的等離子體,分彆採用這兩種方法對其進行瞭診斷,對診斷結果的有效性進行瞭判斷。此外,還對光譜採集過程中,實驗室揹景輻射對診斷結果的影響進行瞭討論。
작위일충상용적등리자체진단방법,원자발사광보법구유비침입、재선진단、시공분변등우점,재등리자체진단영역득도료엄범적응용。작위일충단차맥충리자원,진공호리자원구유결구긴주、공작압강저、속류대화가이수시개시공작등기타류형적리자원소무법비의적우점,재리자원연구화응용영역수도료겁대적관주。위료연구진공호리자원적방전과정,대기방전생성등리자체적특성진행상세묘술,병위진일보적리자원연구화개진전정기출,채용원자발사광보법대기방전생성등리자체적삼수진행진단。본문결합원자발사광보적사탑극(Stark)전관화Saha-Boltzmann방정,발전료량충침대광보의채집도적발사광보수거적처리방법,가대등리자체적전자온도、전자밀도、리자온도이급열운동상태진행진단。대음겁위Ti(H)재료시진공호리자원방전생성적등리자체,분별채용저량충방법대기진행료진단,대진단결과적유효성진행료판단。차외,환대광보채집과정중,실험실배경복사대진단결과적영향진행료토론。
In order to study the discharge process of vacuum arc ion source ,make a detail description of the discharge plasma , and lay the foundation for further research on ion source ,atomic emission spectrometry was used to diagnose the parameters of plasma produced by vaccum arc ion source .In the present paper ,two kinds of analysis method for the emission spectra data col-lected by a spectrometer were developed .Those were based in the stark broadening of spectral lines and Saba-Boltzmann equa-tion .Using those two methods ,the electron temperature ,electron number density and the ion temperature of the plasma can be determined .The emission spectroscopy data used in this paper was collected from the plasma produced by a vacuum arc ion source whose cathode was made by Ti material (which adsorbed hydrogen during storage procedure ) .Both of the two methods were used to diagnose the plasma parameters and judge the thermal motion state of the plasma .Otherwise ,the validity of the di-agnostic results by the two methods were analyzed and compared .In addition ,the affection from laboratory background radiation during the spectral acquisition process was discussed .