激光诱导荧光法检测低气压NO分子.pdf

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1、·56·《测控技术)2014年第33卷第9期激光诱导荧光法检测低气压NO分子李政，彭博，刘旺盛，孙媛嫒，孙宝东(1．空军航空大学，吉林长春130000；2．长春理工大学，吉林长春130000)摘要：以Nd：YAG固体激光器泵浦LPX200染料激光器(dyelaser)，用激光诱导荧光的方法(LIF)探测低气压NO等离子体中NO分子在基态到共振激发态(+一Ⅱ)的荧光激发光谱；运用较大体积的、较高真空的分子束自由基成像系统IRIS，利用探测器件ICCD相机进行拍照得到荧光图片和光谱分辨的图像。在激光输出波长为226．2nm时对受N

2、O射频放电等离子体的功率和气压变化影响以及混合气体N／0／CH配比NO影响的荧光强度进行定量测量。关键词：激光诱导荧光；荧光激发光谱；低气压分子束；NO基态粒子中图分类号：056．1文献标识码：A文章编号：1000—8829(2014)09—0056—04DetectionofLow．PressureN0BasedonLaserInducedFluorescenceLIZheng，PENGBo，LIUWang—sheng。SUNYuan．yuan，SUNBao—dong，(1．AviationUniversityofAirFo

3、rce，Changchun130000，China；2．ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130000，China)Abstract：FluorescenceexcitationspectrumofNO(A+一Xinlow—pressureNOplasmaismainlydetec-tedbyusingthemethodsoflaserinducedfluorescenceandpumpingLPX200dyelaserbyNd：YAGlaser．Thenth

4、eNOplasmamoleculesfromgroundstatetoexcitationstateisdetected．ThroughtheimagingsystemofIRIS(instrumentofradicalsinteractingwithsurface)oflargervolumeandhigher—vacuum，thefluorescencepictureandtheimageofspectrumresolutionaredetectedbyICCD(intensifiedchargecoupleddevice

5、)camer—a．FluorescenceintensityismeasuredwhichisinfluencedbyRFdischargeplasmapower，variationofgaspres—sureandmixedgases(N2／O2／C2H4)atthewavelengthof226．2nm．Keywords：laserinducedfluorescence；fluorescenceexcitationspectrum；moleculebeaminlowpressure；NOgroundstateparticl

6、e传统检测氮氧化物含量的方法是采样分析，诸如1激光诱导荧光原理以及实验结构化学分析法、被动收集法和湿化学法等。这些方法虽然可以检测氮氧化物含量，但都不能进行实时监测，使基于光学方法，利用激光诱导荧光技术对氮氧化得精确程度大大下降，在了解氮氧化物空间和时间的物NO基态粒子进行一系列研究，着重研究NO分子分布更是难上加难。所以，想要实时监测和有效观察A—态激发光谱和各个条件对荧光强度的影响，得到其空间分布，就要采取先进的科学手段。目前，以光学了激光诱导荧光激发光谱。手段，尤其是激光诱导荧光的办法来诊断氮氧化物1．1荧光的产生原理N

7、O分子已经逐渐成熟。该方法灵敏度高，较为精确，一般来说，用特定波长的激光激发基态、低激发态且可以检测空间分布等。此外，低气压检测可获得相的原子，使其吸收该波长光子至高能态，高能态的粒子对强度高、成像质量好的荧光光束，对捕捉寿命极短的不稳定会回到基态，这样辐射的光叫做荧光。共振和NO荧光光子提供了较好的环境。非共振情况对应的量为A+^l，—[A+I，](1)通常可以将荧光分为几大类，包括共振荧光、直跃收稿日期：2013—1l一28作者简介：李政(1987一)，男，吉林长春人，硕士，主要研究方向线、阶跃线荧光、热助阶跃线、敏化和多

8、光子荧光(后为激光与物质相互作用；彭博(1987一)，男，吉林长春人，硕士，一种最常见的为双光子荧光)。主要研究方向为激光与物质相互作用。1．2激光诱导荧光系统结构激光诱导荧光法检测低气压NO分子·57·激光诱导荧光对低气压NO等离子体诊断的实验体室和主腔体之间组成的区域。这