等离子体的光谱诊断法

1、陈思063010300662022-5-271相对强度比较法（双谱线法）相对强度比较法（双谱线法）玻尔兹曼多线斜率法玻尔兹曼多线斜率法谱线的选择谱线的选择计算实例计算实例实验误差及改进实验误差及改进2022-5-272l原子在两个能级之间跃迁：谱线强度l等离子体在局域热平衡条件下，同种原子或离子在两个能级上的粒子数满足玻尔兹曼分玻尔兹曼分布布2022-5-273E En nE Em mnmnnmIn Ahexp()nnnmmmengEEngkT其中，下标1、2分别表示不同的谱线A：跃迁几率g：上能级统计权重 ：谱线波长E：上能级激发能量Te：电子激发温度电子温度k：玻尔兹曼常数2022-5-2

2、741112122221exp()eIAgEEIA gkTl波尔兹曼分布 其中， 得到l 则以 为纵坐标，E为横坐标作曲线， 拟合直线的斜率即 l精度较相对强度比较法高2022-5-275lnIAg1ekTexp()( )mmmngEnZ TkTinn( )exp()iiiEZ TgkTln()nnnneIECA gkT 具有可靠的跃迁几率和统计权重:NIST波长接近上能级差较大强度适中结合实验条件：分辨率、响应率、展宽2022-5-2762022-5-277波长波长/nm/nm跃迁几率跃迁几率A/sA/s-1-1统计权统计权重重g g上能级能量上能级能量E/JE/JRef.Ref.6.76E

3、-076.76E-071.96E+061.96E+065 52.36E-182.36E-18NIST6.97E-076.97E-076.39E+066.39E+063 32.13E-182.13E-18NIST7.07E-077.07E-073.80E+063.80E+065 52.13E-182.13E-18NIST7.39E-077.39E-078.47E+068.47E+065 52.13E-182.13E-18NIST7.64E-077.64E-072.45E+072.45E+075 52.11E-182.11E-18NIST7.96E-077.96E-071.86E+071.86E+

4、073 32.12E-182.12E-18NIST2022-5-2782022-5-279(8.60.3)eTeV探针法：探针法：Te=5.07eV图一图一 600V,4Pa600V,4Pa条件下部分辉光谱线条件下部分辉光谱线E E与与ln(ln(I/AgI/Ag) )的拟合直线的拟合直线取794.8nm，801.5nm，811.5nm谱线，用相同方法计算212V，64A，1.64ms条件下的弧光电子温度为Te=0.378eV弧光电子温度大约比辉光低一个数量级。2022-5-2710n误差来源： 跃迁几率的不确定性 光谱仪的测量误差 读数误差n改进： 测量谱线采用多次平均 提高光谱仪的分辨率，使可测谱线增多2022-5-2711辉光放电管工作电压辉光放电管工作气压2022-5-27122022-5-2713图二图二 工作气压为工作气压为72Pa72Pa时辉光电子温度与工作时辉光电子温度与工作电压的关系曲线电压的关系曲线2022-5-2714图三图三 工作电压为工作电压为406V406V时辉光电子温度与工作时辉光电子温度与工作气压的关系曲线气压的关系曲线提高光谱仪分辨率 降低实验误差推断等离子体的重要参数： 如：电子温度、元素成分、电离状态、电