レーザーアブレーションプラズマを光源とする真空紫外吸収分光計測システムの開発

以激光烧蚀等离子体为光源的真空紫外吸收光谱测定系统的研制

基本信息

  • 批准号:
    11780346
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は,レーザーアブレーションプラズマを光源とする真空紫外吸収分光法により反応性プラズマ中の原子状ラジカル密度を測定する方法を確立することを目的としている。昨年は,アブレーションプラズマの発光スペクトル分布を飛行時間発光分光計測により推定し,その結果を元に永久磁石型ヘリコン波ラジカル源中の窒素ラジカル密度を決定した。本年度は,イメージインテンシファイアつきCCDカメラを用いてアブレーションプラズマの画像計測を行い,発光スペクトル分布を推定した。本年度の実験では,アブレーションターゲットにポリエチレンを採用し,アブレーションプラズマからのH_α発光空間分布をイメージインテンシファイア付のCCDカメラで撮影した。イメージインテンシファイアは50nsの時間幅でゲート動作しており,アブレーション後ある時間経過した後にゲート撮影された発光空間分布を元にアブレーション粒子の運動速度分布を算出できる。その結果から,アブレーションプラズマの発光スペクトル分布を求めた。実験の結果,アブレーションプラズマ中の水素原子の速度分布は空間的に等方的であることがわかり,レーザーアブレーションのメカニズムを解明する観点からも有用な情報が得られた。このようにして発光スペクトル分布が推定されたレーザーアブレーションプラズマを永久磁石型ヘリコン波ラジカル源に取り付けた。ラジカル源で水素プラズマを生成し,得られる水素ラジカルの絶対密度を算出した。真空紫外吸収分光法で信頼性の高いラジカル密度測定を行うには,光源の発光スペクトル分布の評価が最も重要である。本研究により,光源にレーザーアブレーションプラズマを用いれば,光源の発光スペクトル分布が推定可能であり,信頼性の高い測定が可能であることが実証された。
本研究的目的是建立一种以激光烧蚀等离子体为光源,利用真空紫外吸收光谱测量反应等离子体中原子自由基密度的方法。去年,我们通过飞行时间发射光谱法估算了烧蚀等离子体的发射光谱分布,并根据结果确定了永磁型螺旋波自由基源中的氮自由基密度。今年,我们使用带有图像增强器的 CCD 相机测​​量了烧蚀等离子体的图像,并估计了发射光谱分布。在今年的实验中,使用聚乙烯作为烧蚀靶,使用配备图像增强器的CCD相机拍摄烧蚀等离子体中H_α发射的空间分布。对图像增强器进行门控,时间宽度为50 ns,烧蚀后经过一定时间后,根据门捕捉到的光发射的空间分布,可以计算出烧蚀粒子的运动速度分布。根据结果​​,确定了烧蚀等离子体的发射光谱分布。实验结果表明,烧蚀等离子体中氢原子的速度分布具有空间各向同性,从阐明激光烧蚀机理的角度提供了有用的信息。将这样估计出发射光谱分布的激光烧蚀等离子体安装到永磁体型螺旋波自由基源上。使用自由基源产生氢等离子体,并计算所得氢自由基的绝对密度。为了使用真空紫外吸收光谱法高可靠性地测量自由基密度,评估光源的发射光谱分布是最重要的。这项研究表明,如果使用激光烧蚀等离子体作为光源,则可以估计光源的发射光谱分布,并可以进行高度可靠的测量。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Sasaki 他: "Determination of fluorine atom density in reactive plasmas by vacuum ultraviolet absorption spectroscopy at 95.85 nm"Rev.Sci.Instrum.. 70・1. 76-81 (1999)
K. Sasaki 等人:“通过真空紫外吸收光谱法在 95.85 nm 处测定反应等离子体中的氟原子密度”Rev.Sci.Instrum.. 70・1 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Shibagaki 他: "Formation of positive and negative carbon cluster ions in the initial phase of laser ablation in vacuum"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・8. 4959-4963 (2000)
K. Shibagaki等人:“真空中激光烧蚀初始阶段正负碳簇离子的形成”Jpn.J.Appl.Phys. 39・8(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Sasaki 他: "Development of a compact nitrogen radical source by helicon-wave discharge employing a permanent magnet"Thin Solid Film.
K. Sasaki 等人:“利用永磁体通过螺旋波放电开发紧凑的氮自由基源”固体薄膜。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K,Sasaki 他: "Development of a compact nitrogen radical source by helicon-wave discharge employing a permanent magnet"Thin Solid Film. (2000)
K,Sasaki 等人:“利用永磁体通过螺旋波放电开发紧凑的氮自由基源”Thin Solid Film (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
松井真也 他: "レーザーアブレーションチタンプラズマのレーザー誘起蛍光分光計測"プラズマ・核融合学会誌. 76・11. 1165-1174 (2000)
Shinya Matsui 等人:“激光烧蚀钛等离子体的激光诱导荧光光谱测量”日本等离子体与融合科学学会杂志 76・11(2000 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
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知道了