Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 21
1.1 Лазерная абляция 21
1.2 Спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы 22
1.3 Определяющие параметры лазерного излучения для спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 23
1.3. 1 Влияние длины волны, длительности импульса, плотности энергии на свойства плазмы и результаты анализа в спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы 24
1.3. 2 Влияние профиля лазерного пучка на лазерную абляцию 30
1.3. 2 1 Качество лазерного пучка и методы его оценки 30
13 2 2 Влияние профиля лазерного пучка на свойства плазмы 35
13 3 Двухимпульсный режим воздействия и его влияние на свойства лазерной плазмы 38
1.3. 3 1 Сравнение факторов действия одного и двух импульсов 41
1.3. 3 2 Влияние экспериментальных параметров на увеличение интенсивности линий в спектре 42
1.4 Селективное испарение при лазерной абляции 44
14 1 Определение селективного испарения 46
14 2 Методы исследования селективного испарения 47
14 2 1 Импульсное лазерное осаждение 48
14 2 2 Лазерная абляция для пробоотбора вещества для элементного анализа 52
14 2 3 Спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы 55
ГЛАВА 2. Экспериментальная установка 57
2.1. Экспериментальная установка для спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 57
2.2 Двухимпульсный и одноимпульсный режим работы неодимового лазера на алюмо-иттриевом гранате 59
2 2 1 Двухимпульсный режим генерации 59
2 2 2 Управление параметрами первого и второго импульсов лазера 60
2.3 Управление режимом наносекундной/пикосекундной генерации неодимового лазера на алюмо иттриевом гранате с модулятором поккельса без изменения числа элементов резонатора 61
2 3 1 Управление режимом наносекундной/пикосекундной генерации Nd АИГлазера 63
2 3 2 Генерация двух цугов пикосекундных импульсов с микросекундной задержкой 69
2.4 Измерение параметра м2 качества лазерного пучка 72
2.5 Профили сечения одномодового и многомодового пучков в разных режимах работы лазера 74
2 5 1 Свойства лазерных пучков в ближнем и дальнем поле 74
2 5 2 Фактор сглаживания поперечного профиля пучка оптическим усилителем 77
2 4 3 Свойства пучков при двухимпульсном режиме работы лазера 80
2.6 Дифракционный спектрограф и пзс-матрица с усилителем яркости 82
2.7 Измерение кратеров 82
2.8 Стандартные образцы 83
ГЛАВА 3. Селективное испарение при лазерной абляции 85
3.1 Модель селективного испарения при лазерной абляции 85
3.1.1 Количественное определение селективного испарения 88
3.2 Безэталонный метод спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 89
3.3 Экспериментальное обоснование механизма селективного испарения 91
3 3 1 Бронзы 91
3 3 2 Алюминиевые сплавы 93
3 3 3 Нержавеющие стали 95
3.4 Выводы к ГЛАВЕ 3 99
ГЛАВА 4. Влияние параметров лазерного излучения на свойства плазмы и анализ состава мишени 101
4.1 Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава мишени по спектру плазмы: одномодовый и многомодовый пучки 101
411 Морфология лазерных кратеров 101
4 12 Свойства лазерной плазмы для одномодового и многомодового лазерных пучков 103
4 12 1 Эволюция спектров лазерной плазмы 104
з
4 12 2 Температура и электронная плотность 106
4 13 Влияния профиля пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 112
413 1 Способы лазерного пробоотбора 112
4 13 2 Выбор оптической схемы сбора излучения плазмы 116
4 15 Градуировочные графики 118
4 16 Выводы 121
4.2. Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава одномодовый и многомодовый пучки с оптическим усилителем 122
4 2 1 Морфология лазерных кратеров 123
4 2 2 Свойства лазерной плазмы для одномодового и многомодового лазерных пучков 124
4 2 3 Сравнение аналитических возможностей спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 127
42 4 Выводы 129
4.3 Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава одномодовый и многомодовый лазерные пучки в двухимпульсном режиме 129
43 1 Морфология лазерных кратеров 130
4 3 2 Сравнение свойств лазерной плазмы для одномодового и многомодового пучков 131
4 3 3 Влияния профиля пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 137
Выводы 141
4.4 Свойства плазмы при лазерной абляции наносекундными и цугом пикосекундных импульсов 142
4 4 1 Морфология лазерных кратеров 142
4 4 2 Сравнение свойств лазерной плазмы 144
44 3 Выводы 146
Заключение 148
Приложения 150
/ Программное обеспечение для управления ПЗС-камерой DragonFly2 150
2 Оптимизация работы лазера в двухимпульсном режиме 152
Благодарности 153
Список литературы
