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激光诱导击穿光谱法诊断铜等离子体
摘要： 本文研究了激光能量对Nd:YAG激光器基频波长激发铜等离子体发射光谱及等离子体参数的影响。采用HR4000光谱检测系统（海洋光学）对不同激发条件下的金属等离子体进行检测，通过玻尔兹曼图谱法测定等离子体温度，并依据McWhirter判据测量电子密度。在1064nm波长下测得电子密度(Ne)为(1.77×101?至2.01×101? cm?3)，等离子体温度(Te)介于(6117至8776 K)之间。
关键词： 激光诱导击穿光谱，铜等离子体，电子数密度，自吸收，等离子体参数
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于窄带隙与宽带隙材料的贝塔伏特电池设计原理
摘要： 采用蒙特卡罗电子输运程序PENELOPE分析了氚化钛和氚化铍中β粒子在半导体材料内的能量沉积。为考虑源材料内β粒子的自吸收效应，模型中引入了源厚度参数。同时采用氚的完整β能谱构建各向同性辐射源，使β粒子输运模拟更符合实际。对于0.4微米厚的氚化钛/碳化硅体系，模拟结果与实验数据吻合良好。经优化的2.5微米厚氚化铍/碳化硅体系的模拟功率约为0.4微米厚氚化钛/碳化硅体系的2倍。与碳化硅相比，氚化铍/硅体系获得的短路电流密度约高2倍，但碳化硅的功率输出密度约高10倍。当p型掺杂浓度为1×10^19/cm3、n型掺杂浓度为5×10^14/cm3时，硅和碳化硅的耗尽区宽度分别约为1.4微米和2.5微米。估算的β粒子穿透深度在硅和碳化硅中分别为1.48±0.015微米和1.03±0.015微米。这表明通过合理选择掺杂浓度可使耗尽区内获得更大能量沉积，从而提升功率输出。
关键词： 贝塔伏特电池的设计原理，β粒子能量沉积，自吸收
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光诱导击穿光谱中多元素自吸收机制研究及实验优化
摘要： 自吸收效应会降低激光诱导击穿光谱（LIBS）实验中元素测量的准确性。本文研究了自吸收效应的机理：首先基于物理定律建立了LIBS过程中等离子体三维膨胀的浓度分布模型与动力学模型，通过耦合等离子体浓度分布模型与自吸收模型，获得了LIBS自吸收效应值模型；其次将模型应用于数值模拟以确定LIBS过程中的等离子体空间分布特征，并计算了谱线的自吸收效应值；最后采用光学光谱仪进行实验获取Na、K和Al的原子发射光谱。理论层面运用玻尔兹曼图解法与斯塔克展宽法获取等离子体特征参数，对比无/有微波辅助LIBS实验获得的Na、K和Al原子线谱线强度。实验分析表明：LIBS过程中微波辅助能增强发射光谱强度并抑制或减弱LIBS自吸收效应。实验样品与理论模拟高度吻合，证实所建LIBS自吸收效应值模型的有效性与实用性，该模型可优化LIBS过程。
关键词： 自吸收、激光诱导击穿光谱、数值模拟、光谱分析、材料表面
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用真空紫外吸收光谱法测量感应耦合Ar/H2等离子体中氢原子的绝对密度
摘要： 氢等原子种类因其强化学反应活性，在等离子体处理中绝对密度测量至关重要。本研究采用发射真空紫外光（莱曼α线Lα 121.56 nm）的微型空心阴极H2/He放电灯（MHCL），通过应用自吸收技术的真空紫外吸收光谱法（VUVAS），测量Ar/H2感应耦合等离子体（ICP）中的氢原子密度。在低压区（30 mTorr–50 mTorr）不同功率（50 W–850 W）条件下研究了ICP内氢原子的绝对密度。结果表明远程等离子体区域的氢密度随等离子体功率变化范围为2.1 × 1011 cm?3至1.25 × 1012 cm?3。
关键词： 真空紫外吸收光谱、低压、自吸收、氢原子密度、感应耦合等离子体
更新于2025-09-23 15:19:57
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掺稀土红外发光纳米温度计的可靠性
摘要： 近年来，掺稀土发光纳米粒子作为纳米温度计的应用备受关注?？蒲Ы缫讶啡险饫嗖牧鲜嵌嘀至煊颍ㄓ绕涫悄擅滓窖В┲惺迪址墙哟ナ骄植课露燃觳庾盍槊?、多功能的系统之一。当前研究聚焦于开发具有新光谱工作范围、卓越亮度和更高灵敏度的多功能纳米温度计。然而，学界尚未重视评估掺稀土发光纳米温度计实际测量可靠性的问题——人们普遍默认它们是理想的温度传感器，但事实远非如此。本研究证实：掺稀土纳米温度计的发射光谱会受到诸多环境和实验因素影响，包括光学激发与荧光收集元件的数值孔径、纳米温度计的局部浓度、光程变化、纳米温度计自身的荧光自吸收以及溶剂的光学吸收等。结论表明，这类纳米温度计的实际可靠性低于预期，因此在通过其发射光谱变化推算温度时必须格外谨慎。
关键词： 可靠性、溶剂吸收、自吸收、激发功率依赖性、红外发光纳米温度计、稀土掺杂
更新于2025-09-23 12:58:52
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激光波长对激光诱导击穿光谱中自吸收效应的影响
摘要： 自吸收效应严重影响激光诱导击穿光谱（LIBS）定量分析的准确性，制约了该技术的进一步发展。本研究选取紫外（355 nm）、可见光（532 nm）和红外（1064 nm）三种激光波长，探究激光波长对LIBS自吸收效应的影响，并分析了激光波长对光谱稳定性的作用。结果表明：当波长为1064 nm时，与355 nm和532 nm波长相比，铝（Al）I 396.2 nm谱线的半高全宽（FWHM）分别降低39%和23%，钾（K）I 766.5 nm谱线的半高全宽分别降低58%和22%。此外，激光波长与光谱强度稳定性密切相关。相较于532 nm和1064 nm激光波长，355 nm波长时获得最佳光谱重复性，其中K I 766.5 nm谱线的相对标准偏差（RSD）仅为2.5%。研究证实激光波长影响LIBS的自吸收效应和光谱稳定性，选择合适的激光波长可降低自吸收并提高稳定性。
关键词： 激光诱导击穿光谱，自吸收，激光波长，相对标准偏差
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用掺镱钇铝石榴石粉末晶体中的反斯托克斯发光实现理想激光冷却效率
摘要： 利用声子湮灭引发的反斯托克斯光致发光（PL）实现稀土掺杂材料中的激光冷却，可制造出不产生热与振动的新型冷却器件。通过固相反应法制备了Yb掺杂钇铝石榴石粉末晶体(Y:Yb)AG，其Yb浓度为2-13 mol%。在659 nm激发下，(Y:Yb)AG的PL因浓度猝灭效应在Yb浓度为6 mol%时呈现最大强度。当采用对应Yb3?f-f跃迁中E?与E?能级间距的1030 nm共振激发时，在968 nm处观测到显著的反斯托克斯PL信号，表明声子被吸收后发射出能量介于E?与E?能级间的上转换光子。以理想冷却效率与积分PL强度乘积定义的相对冷却效率在1030 nm激发时达到最大值。室温条件下，Yb浓度为6 mol%且采用1030 nm激发时，估算的理想冷却效率为1.9%。
关键词： 自吸收、固相反应、声子吸收、(Y:Yb)AG、稀土、固体激光冷却
更新于2025-09-11 14:15:04