激光辐照六方氮化硼陶瓷等离子体光谱特性研究

在大气环境中利用Nd:YAG脉冲激光器(波长为1 064 nm、脉宽为15 ns、重复频率为1 Hz)的脉冲激光能量密度为16.6 J/cm2辐照六方氮化硼材料,通过测量得到大气环境中的六方氮化硼的等离子体发射光谱,证明在该实验条件下,激光能量足够使氮化硼靶材电离.在进行等离子体光谱对比分析中,去除了大气等离子体发射谱线的干扰,分离出了六条六方氮化硼发射光谱特征谱线,并对其特征峰进行了指认.实验结果表明:N II 393.55 nm和N II 423.29 nm两条特征峰为六方氮化硼材料的等离子体发射光谱谱线.在局部热平衡条件下,选择B I 208.17 nm和B I 250.49 nm两条谱线,利用上述所选择特征谱线的相对强度,通过玻尔兹曼双谱线法计算得到电子温度为19 202 K.利用测得的B I 250.49 nm谱线附近的曲线进行Lorentz曲线拟合,得到拟合后谱线的半高全宽(FWHM)为3.089 33 nm,根据斯塔克展宽法推得等离子体的电子密度为2.4×1017 cm-3.