激光誘導等離子體發(fā)射光譜在激光沖擊與清洗過程中的基礎研究.pdf

1、激光沖擊技術(shù)(LSP:Laser Shock Processing)與激光清洗技術(shù)(Lasercleaning)作為新型的表面處理技術(shù),得到越來越廣泛的研究,其共同的物理機制,就是激光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律。激光誘導擊穿等離子體光譜(LIBS)技術(shù)長期以來都是研究激光與物質(zhì)相互作用的重要課題。
　　 本文依托江蘇大學強激光技術(shù)研究所的釹玻璃激光器,基于激光沖擊與激光清洗的理論背景,從激光與金屬材料相互作用誘導產(chǎn)生的等離子體發(fā)射光譜

2、出發(fā),采用試驗對比方法研究了不同激光能量與多脈沖誘導次數(shù)對等離子體相關(guān)參數(shù)的影響,簡要的分析了Cu等離子體的發(fā)射光譜結(jié)構(gòu)；并利用激光脈沖都能對樣品進行更深一層地作用,進行了空氣中激光清洗金屬等離子體的光譜分析。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)開展了基于多脈沖高能量激光沖擊下誘導產(chǎn)生金屬等離子體發(fā)射光譜的研究,取得了誘導次數(shù)以及激光能量與光譜參數(shù)之間較好的演化規(guī)律:
　　 在空氣環(huán)境下,分別用6J至10J的由釹玻璃激

3、光器產(chǎn)生的1.064μm高能量脈沖激光作用AL靶、Cu靶誘導產(chǎn)生等離子體發(fā)射光譜,光信號收集器將所收集的信息經(jīng)DG645延遲器由光纖傳給ME5000改進型中階梯光柵光譜儀(波長范圍200～875nm),進而傳送到計算機進行顯示處理。研究了同一能量下發(fā)射光譜信號強度與誘導次數(shù)(pulse／1.5min)的關(guān)系,以及電子密度隨激光能量、沖擊次數(shù)的演化規(guī)律。結(jié)果為:Al等離子體發(fā)射光譜信號強度與電子密度在同一能量下隨激光作用次數(shù)的增加成負指數(shù)

4、衰減,但是隨著激光能量的增加,特征譜和連續(xù)譜強度都有所增強,尤其是Al原子線變化明顯。簡要分析了Cu等離子體發(fā)射光譜的結(jié)構(gòu),在滿足局部熱力學平衡條件下,計算了10J時等離子體的電子溫度。
　　 (2)進行了激光誘導等離子體發(fā)射光譜在激光清洗金屬中的基礎研究,通過單次獲得的光譜圖譜線結(jié)構(gòu)及強度變化能夠較好的看到清洗效果:
　　 基于激光誘導等離子體光譜用于激光清洗狀態(tài)的在線分析快速而準確的特點,本文利用中階梯光柵光譜儀探測