激光源与电弧源共同作用钢靶材的等离子体诊断研究

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2、lIlllILII1IIIIIILI长春理工大学硕士学位论文原创性声明Y2529887本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《激光源与电弧源共同作用钢靶材的等离子体诊断研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同

3、意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：互忡男上盟年』月且日导师签名：粗业三月旦日摘要等离子体是激光与靶材相互作用产生的一种重要现象，为了发现激光与靶材间的相互作用机制，我们就可以针对激光产生等离子体来研究。本文首先对激光与电弧共同作用于钢靶材的实验及方法进行了介绍，

4、然后提出了应用光谱法分析激光．电弧双源共同作用于靶材而产生的等离子体，并分析等离子体的演化过程。由于本论文采用光谱法分析等离子体的特性，而激光与电弧共同作用于钢靶材时，激光与靶材间的相互作用会产生对等离子体有很大的影响的热效应，这种热效应会对光致等离子体的光谱产生不可预测的扰动；并且激光与物质相互作用会产生一个小孔，电弧被吸引至小孔中，与激光共同作用于同一个点，导致靶材局部等离子体电子密度和温度的增加，以至于影响靶材的折射效应以及吸收效应。在忽略掉这些影响因素的前提下，本文对激光．电弧共同作用钢靶材产生等离子体的光谱信号进行光谱辐射

5、强度的分析，并对特定波长进行了光谱诊断，并且简单阐述了光致等离子体发射光谱的一些相关原理和理论。同时说明了计算的方法一S伽．k展宽法以及计算等离子体电子温度的方法--Boltzrnann图法。本文选用波长为696．5431nm的氩原子谱线作为Stark展宽试验数据来计算等离子体电子密度；并且采用Boltzmann图法来计算等离子体电子温度。着重分析了激光功率、电弧电压、电弧电流等外界条件的改变对等离子体的光谱强度、谱线展宽、等离子体电子温度及等离子体电子密度的变化规律的影响，并分析产生效果的原因，得到激光与电弧双源作用钢靶材产生等离

6、子体的参数规律。关键词：激光源电弧源等离子体电子温度电子密度ABSTRACTP1asmaisanimportantphenomenonoflaserinteractionwiththetarget，inordertofindtheinte]ractionmechanismbetweenthem，wecanstudytheprocesswhichlaserproducedplasma·Inthispaperwefirstlyintroducethecombinedeffectoflaserandarcwhichactingonthes

7、teeltarget．thenpresentedadiagnosticandanalyticalmethodwhichanalysisoflaserinteraction、析ththetargettoproduceplasma．Thecombineofmethermaleffectsoflaserirradiationtargetandtheplasmaproducedbylaserhaveasignificantimpactonthelaser-arcwhichproduceplasmawhenlaserandarCactingo

8、nthesteeltargettogether．Simultaneously,afterarcabsorbstheenergyoflaser,thetemperatureoflocalelectronandelectrondensityhasgradientincreases，thatcausingfurtherenhancesoftheabsorptionandrefractioneffects．Withoutconsideringthesefactors，analysisthespectralradiationintensity

9、ofspectralsignalwhichlaser-arcproduceplasmawhenlaserandarCactingonthesteeltargettogether,andspectraldiagnosticsspecif