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1、激光诱导等离子体光学诊断方法研究综述_李兴文第41卷第6期：1788-17972015年6月30日DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.2015.06.004高电压技术HighVoltageEngineeringVol.41,No.6:1788-1797June30,2015激光诱导等离子体光学诊断方法研究综述12111李兴文，魏文赋，吴坚，杨泽锋，韩嘉旬（1.西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049；2.西南交通大学电气工程学院，成都610031）摘要：激光诱导等离子体是多种工业应用领域的研究热点，然而到目前为止人们对其基本物理过
2、程的认识仍不完善。为此，综述了当前常用的激光诱导等离子体的光学诊断方法，从自辐射探测、关键参数计算、空间折射率分布等角度，分别从原理和技术方面介绍了基于ICCD和条纹相机的可见光快速照相、发射光谱分析、激光阴影/纹影成像、激光干涉、以及汤姆逊散射等方法，并比较了不同诊断方法的优缺点。结合激光诱导等离子体自身的特点，分别指出了使用不同诊断方法时值得注意的地方，以及使用激光阴影、纹影和干涉成像时对激光探针参数的选择依据。给出了几种实验诊断方法的典型结果，并进行了结果的分析与讨论。结果表明：快速照相技术有助于获得直观的等离子体演化图像，而可见光谱诊断则可较为方便的定量获得等——
3、—————————————————————————————————————————————离子体特征参数；通过使用激光探针了等离子体的折射率场，有助于进一步分析其空间密度分布；而发展汤姆逊散射诊断技术，则能够获得更为准确和丰富的等离子体微观信息。需要注意的是，当利用可见光谱诊断技术计算分析等离子体参数时，要考虑特定时空环境下等离子体热平衡态的影响；使用激光探针诊断等离子体的折射率场时，要根据具体的等离子体对象选择合适的激光波长、能量、脉宽等探针参数。在未来的研究中，通过综合运用快速照相、空间光谱诊断和激光探针技术，可望进一步深入掌握等离子体中多组分粒子行为以及微观热平衡态
4、的时空演化关系。关键词：激光诱导等离子体；快速照相；发射光谱；局部热平衡；激发温度；激光探针ReviewofOpticalDiagnosisMethodsfortheLaserProducedPlasmasLIXingwen,WEIWenfu,WUJian,YANGZefeng,HANJiaxun(1.StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049,China;2.SchoolofElectricalEngineering,South
5、westJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)12111Abstract：Laserproducedplasma(LPP)istheresearchhotspotforseveralindustrialapplications.However,theunder-standingoftheplasmadynamicsisstillfarfromsatisfactory,andcallsformore———————————————————————————————————————————————comprehensivestudy.Con
6、sequently,theopticaldiagnosticsmethodsforlaserproducedplasmasarereviewed.ThebasicprinciplesandtechniquesofICCDandstreakcamerabasedfastphotography,opticalemissionspectroscopy,lasershadowgraphyandschilerenphotography,la-serinterferometry,aswellasThomsonscatteringareintroduced,respectively,f
7、romvariousanglesofradiationdetection,keyparameterscalculation,andthespatialrefracitveindexdistribution.Theadvantagesandlimitationsfordifferentme-thodsarecompared.Consideringthecharacteristicsoflaserproducedplasma,specialcaresthatshouldbetakenofarepointedout,respecti
