Abstract
The plasma generated by 1064 nm Nd:YAG laser irradiation of aluminum alloy in air at atmospheric pressure was studied spectroscopically. The electron density inferred by measuring the Stark-broadened line pro¯le of Si(I) 288.16 nm decreases with increasing distance from the target surface. The electron temperature was determined using the Boltzmann plot method with nine strong neutral aluminum lines. Due to the thermal conduction towards the solid target and radiative cooling of the plasma as well as conversion of thermal energy into kinetic energy, the electron temperature decreases both at the plasma edge and close to the target surface. Electron density and electron temperature were also studied as functions of laser power density. At the same time, the validity of the assumption of local thermodynamic equilibrium and the e®ect of self-absorption were discussed in light of the results obtained
چکیده
پلاسمای تولید شده توسط تابش لیزر Nd:YAG، 1064 نانومتر از آلیاژ آلومینیوم در هوا در فشار جو، از طریق طیف سنجی مورد مطالعه قرار گرفت. چگالی الکترونی استنباط شده با اندازه گیری نمودار خطی استارک پهن شده از Si(I)، 288.16 نانومتر، با افزایش فاصله از سطح هدف، کاهش می یابد. دمای الکترونی، با استفاده از روش رسم بولتزمان با نه خط آلومینیوم خنثی قوی تعیین شد. به سبب رسانش گرمایی به سمت هدف جامد و سردسازی نسبی پلاسما و نیز تبدیل انرژی گرمایی به انرژی جنبشی، دمای الکترونی هم در مرز پلاسما و هم نزدیک به سطح هدف کاهش می یابد. چگالی الکترونی و دمای الکترونی نیز به صورت تابعی از چگالی توان لیزر مطالعه شده است. اعتبار فرض تعادل ترمودینامیکی موضعی و اثر خود جذبی به کمک نتایج به دست آمده، به صورت هم زمان، مورد بحث قرار گرفت.
1-مقدمه
به عنوان یک تکنیک تحلیل اسپکتروشیمیایی، اسپکتروسکوپی فروشکست القایی لیزر (LIBS) علاقه مندی بسیاری را در سال های اخیر به خود جلب کرده است. با LIBS، لیزر پالسی متمرکز می شود تا نمونه ای از ماده را تبخیر و یونیده کند و زمانی که تابندگی لیزر از آستانه فروشکست ماده بیشتر می شود، یک پلاسمای تابان خلق می شود. با جمع آوری تابش اتمی تولید شده از پلاسمای القایی لیزری، ترکیب عنصری ماده می تواند به صورت کمی و کیفی تعیین شود [1 – 4]. این تکنیک نسبتاً جدید، مزایای شناخته شده بسیاری را بیش از تکنیک های طیف سنجی مرسوم مانند جرقه الکترودی، پلاسمای جفت شده القایی و طیف سنجی جرمی ارائه می کند [5]. LIBS ، تحلیل چند عنصری بی درنگ ارائه می کند. افشانش و برانگیزش در یک نمونه برداری منفرد کامل می شوند...