激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究

罗文峰; 赵小侠; 朱海燕; 谢东华; 刘娟; 付勇

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.028

激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究

1.
西安邮电大学电子工程学院, 西安 710121;
2.
西安文理学院应用物理研究所, 西安 710065;
3.
安阳凯信变压器有限责任公司, 安阳 455000

作者简介: 罗文峰（1974-），男，博士，讲师，现主要从事激光技术的应用研究。E-mail：luowenfeng@xupt.edu.cn.

基金项目:
陕西省教育厅科学研究计划资助项目（2013JK0607）;西安市科技创新计划资助项目（CX12189WL02）;西安邮电大学青年教师科研基金面上项目资助项目（ZL2013-14）
中图分类号: O53

Precise calculation of the electron temperature of laser-induced water scale plasma

1.
School of Electronic Engineering, Xi'an University of Posts & Telecommunications, Xi'an 710121, China;
2.
Institution of Applied Physics, Xi'an University of Arts and Science, Xi'an 710065, China;
3.
Anyang Kaixin Transformer Company Limited, Anyang 455000, China
CLC number: O53

摘要: 为了减小谱线自发辐射跃迁几率等参量的不确定性带来的计算误差，采用一种改进型的迭代Boltzmann算法研究了激光诱导水垢等离子体的电子温度，经过12次迭代，线性相关系数由0.7687提高到0.99991，得到水垢等离子体的电子温度为5012K。Lorentz函数拟合Ca Ⅱ 393.37nm得到水垢等离子体的电子密度是5.7×1016cm-3，远高于临界值6.4×1015cm-3，证明激光诱导水垢等离子体满足局部热力学平衡模型。结果表明，本方法不仅操作简单，而且可以明显提高等离子体特征参量的求解精度。
- 激光技术 /
- 电子温度 /
- 电子密度 /
- 激光诱导击穿光谱 /
- 等离子体 /
- 发射光谱
Abstract: To reduce the calculation error induced by the uncertainty of the parameters, such as spectrum spontaneous emission transition probabilities, the electron temperature of the laser-induced water scale plasma was studied using a modified iterative Boltzmann algorithm. After 12 iterations, the linear correlation coefficient was increased from 0.7687 up to 0.99991 while the electron temperature of the water scale plasma was 5012K. After the fitting of Ca Ⅱ 393.37nm by Lorentz function, the electron density of water scale plasma was 5.7×1016cm-3, much higher than the critical value of 6.4×1015cm-3. The laser-induced water scale plasma was proved to meet the local thermodynamic equilibrium model. The experimental results show that this method not only is simple, but also can improve the solution accuracy of the characteristic parameters of the plasma significantly.
- laser technique /
- electron temperature /
- electron density /
- laser-induced breakdown spectroscopy /
- plasma /
- emission spectrum

[1]	ZHAO Y, BO Y, JIN C G, et al. Application of laser-induced fluorescence in the low-temperature plasma diagnosis [J]. Laser & Infrared, 2012, 42(4):365-371(in Chinese).
[2]	YE C, NING Z Y, JIANG M F, et al. Low-pressure low-tempera-ture plasma diagnosis principle and technology[M]. Beijing: Sci- ence Press, 2004: 1-10(in Chinese).
[3]	ZHAO X X, LUO W F, ZHANG X W, et al. Measurement of brass plasma parameters based on laser-induced breakdown spectroscopy [J]. Laser Technology, 2013, 37(1): 93-96(in Chinese).
[4]	WU R, LI Y, ZHU S G, et al. Emission spectroscopy diagnostics of plasma electron temperature [J].Spectroscopy and Spectral Analysis, 2008, 28(4): 731-735 (in Chinese).
[5]	LUO W F, ZHAO X X, ZHU H Y, et al. Measurements of iron plasma parameters produced by a 1064nm pulsed Nd：YAG laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2013, 25(7):1690-1696 (in Chinese).
[6]	LU T X,LU Y Q.The principle and application of laser spectroscopy [M]. Hefei: University of Science and Technology of China Press, 2006:216-310 (in Chinese).
[7]	KONJEVIC N, LESAGE A, FUHR J R, et al. Experimental Stark widths and shifts for spectral lines of neutral and ionized atoms[J].Journal of Physical and Chemical Reference Data, 2002, 31(3): 819-927.
[8]	MAO X Z, LIU C, MAO X L, et al. Plasma diagnostics during laser ablation in a cavity [J]. Spectrochimica Acta, 2003, B58(5): 867-877.
[9]	ABDELLATIF G, IMAM H. A study of the laser plasma parameters at different laser wavelengths [J]. Spectrochimica Acta, 2002, B57(7):1155-1165.
[10]	CREMERS D A, RADZIEMSKI L J. Handbook of laser-induced breakdown spectroscopy [M]. Chichester,UK:John Wilkey & Sons Ltd, 2006:237-239.
[11]	AYDIN U, ROTH P, GEHLEN C D, et al. Spectral line selection for time-resolved investigation of laser-induced plasmas by an iterative Boltzmann plot method [J]. Spectrochimica Acta, 2008, B63(10):1060-1065.

[1]	赵小侠 , 贺俊芳 , 王红英 , 杨森林 , 李院院 , 张相武 . 激光诱导紫铜等离子体过程中的逆韧制辐射效应. 激光技术, 2014, 38(3): 357-359. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.015
[2]	吴涛 , 王新兵 , 唐建 , 饶志明 , 王少义 . 缓冲气压对CO2激光Al靶等离子体参量的影响. 激光技术, 2011, 35(6): 800-803. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.021
[3]	刘宪云 , 王振亚 , 郝立庆 , 赵文武 , 黄明强 , 龙波 , 张为俊 . 激光诱导击穿光谱在生物医学中的应用. 激光技术, 2008, 32(2): 134-136.
[4]	王绍龙 , 王阳恩 , 陈奇 , 陈善俊 . 激光诱导击穿光谱技术定量分析原油金属元素. 激光技术, 2015, 39(1): 104-108. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.021
[5]	陈亮 , 游利兵 , 王庆胜 , 尹广玥 , 褚状状 , 方晓东 . 紫外激光诱导击穿光谱的应用与发展. 激光技术, 2017, 41(5): 619-625. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.001
[6]	刘莉 . 双谱线内标对激光诱导击穿光谱稳定性的改善. 激光技术, 2015, 39(1): 90-95. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.018
[7]	崔祖文 , 向昱霖 , 张宇璇 , 吴玉兰 , 何宇 , 刘作业 , 孙少华 . 铀酰溶液中铀含量的激光诱导击穿光谱测量. 激光技术, 2021, 45(3): 331-335. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.03.012
[8]	余洋 , 赵南京 , 王寅 , 方丽 , 孟德硕 , 胡丽 , 马明俊 , 刘建国 . 含铅污泥中Pb的激光诱导击穿光谱定量反演研究. 激光技术, 2015, 39(4): 537-540. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.024
[9]	葛一凡 , 陆旭 , 刘玉柱 . 基于激光诱导击穿光谱和神经网络的蛋壳研究. 激光技术, 2022, 46(4): 532-537. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.04.015
[10]	李江涛 , 鲁翠萍 , 沙文 . 复合肥中磷元素的激光诱导击穿光谱定量分析. 激光技术, 2019, 43(5): 601-607. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.05.003
[11]	买买提艾力 , 巴克 , 艾尔肯 , 扎克尔 , 沙依甫加马力 , 达吾来提 . 激光-等离子体相互作用过程中光子加速的研究. 激光技术, 2011, 35(2): 282-284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.038
[12]	许贝贝 , 陆健 , 张宏超 , 高楼 , 唐懋 . 高真空激光等离子体的同步移相干涉诊断及仿真. 激光技术, 2024, 48(1): 14-19. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.003
[13]	张署光 , 张磊 , 余天宇 , 张满奎 . 激光除锈过程中的等离子体强度研究. 激光技术, 2013, 37(1): 56-58. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.014
[14]	张励维 , 龚瑞昆 , 王晓磊 . 粒径对激光诱导煤粉流等离子体特性的影响. 激光技术, 2017, 41(3): 438-441. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.026
[15]	艾尔肯 , 扎克尔 , 买买提热夏提 , 买买提 , 艾米尔丁 , 艾米都拉 , 沙依甫加马力 , 达吾来提 . 激光尾场中被加速电子的动能研究. 激光技术, 2010, 34(3): 422-424. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.038
[16]	唐霞辉 , 朱海红 , 朱国富 , 李家钅容 . 高功率激光焊接光致等离子体的检测. 激光技术, 1996, 20(5): 312-316.
[17]	张新陆 , 程元丽 , 王骐 . X射线激光在柱状等离子体中的传播与放大. 激光技术, 2002, 26(3): 221-222.
[18]	郝东山 , 蒋文娟 . Compton散射下强激光等离子体的辐射阻尼效应. 激光技术, 2014, 38(5): 688-691. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.024
[19]	郝东山 . 强激光等离子体中质子加速的新机制. 激光技术, 2012, 36(5): 653-656. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.020
[20]	张平 , 卞保民 , 钱彦 , 李振华 , 贺安之 , 倪晓武 . 空气击穿过程中电子损耗对击穿阈值的影响. 激光技术, 2005, 29(5): 501-503,506.

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