1 吉林大学白求恩第一医院核医学科，吉林 长春 130021
2 空军航空大学航空基础学院，吉林 长春 130022
3 空军航空大学作战勤务学院，吉林 长春 130022
4 吉林大学原子与分子物理研究所，吉林 长春 130012
针对飞秒脉冲激光诱导击穿光谱（fs-LIBS）中Al靶温度对AlO分子光谱的影响进行了实验研究。通过测量AlO分子的光谱强度和振动温度，发现Al靶温度对fs-LIBS技术中AlO分子的光谱特性有显著的影响。研究结果表明，提高靶材温度能有效增强fs-LIBS中AlO分子的光谱信号强度，并提高分子的振动温度和寿命。此外，时间分辨光谱分析结果还揭示出在高Al靶温度条件下，AlO分子的辐射寿命较长，光谱信号强度较强。这意味着在高温下，分子能够停留更长的时间，增加了光谱信号的持续时间。通过调控飞秒激光能量和靶材温度，可以获得更强的分子发射和光谱信号，从而实现更高的灵敏度和准确性。研究结果为fs-LIBS技术中样品温度对分子光谱的调控机制研究提供了实验数据。
光谱学 激光诱导击穿光谱 飞秒激光 分子光谱 样品温度 AlO
1 吉林大学原子与分子物理研究所，吉林 长春 130012
2 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室，吉林 长春 130012
利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量了拉盖尔-高斯（LG）光束的轨道角动量（OAM）［拓扑电荷（TC）的值和符号］。模拟结果与实验结果一致。当LG光束与高斯光束发生干涉时，可以观察到类似漩涡的“花瓣”图案。“花瓣”的数量等于LG光束的TC的绝对值，干涉图样的旋转方向与TC符号有关：在TC符号为正时，干涉图样显示顺时针旋转；而在TC符号为负时，干涉图样显示逆时针旋转。只有当LG光束的光斑尺寸小于高斯光束的光斑尺寸时，才能根据干涉图样准确确定OAM状态。当LG光束的光斑尺寸接近高斯光束时，干涉图样只反映TC值，无法识别TC的符号。与传统干涉仪相比，该干涉仪可以获得稳定的干涉图样，并直接获得LG光束的OAM状态。实验现象是明显的。该研究结果为LG光束与高斯光束干涉的理论分析提供了参考，为光与物质之间的自旋-轨道相互作用奠定了研究基础。
衍射与光栅 涡旋光束 轨道角动量 马赫-曾德尔干涉仪 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1705001
1 吉林大学白求恩第一医院核医学科，吉林 长春 130021
2 空军航空大学航空基础学院，吉林 长春 130022
3 吉林大学原子与分子物理研究所，吉林 长春 130012
提高激光诱导击穿光谱(LIBS)的信号强度是提高LIBS探测灵敏度的重要途径。本文以铜靶为烧蚀样品，研究了大气环境中不同空间约束壁数(0、2、3、4)和圆柱形约束壁对激光诱导Cu等离子体光谱的影响，并通过Boltzmann图方法测量了等离子体的电子温度。实验结果表明：当使用约束壁约束Cu等离子体时，Cu原子谱线强度、信背比和电子温度均比不存在约束时明显提高；随着腔体约束壁数增加，Cu原子谱线强度、信背比和电子温度逐渐提高；当腔体约束壁为圆柱形时，Cu原子谱线强度、信背比和电子温度最高。空间约束壁为圆柱形壁时空间约束对等离子体的约束效果最好，光谱信号最优。
光谱学 激光诱导击穿光谱 空间约束壁数 光谱增强 电子温度
1 空军航空大学航空基础学院, 吉林 长春 130022
2 空军航空大学作战勤务学院, 吉林 长春 130022
3 吉林大学第一医院核医学科, 吉林 长春 130021
4 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种快速、实时的元素成分分析技术。为了提高LIBS的灵敏度,人们已经提出多种方法来提高LIBS的光谱强度。本文采用飞秒脉冲激光烧蚀黄铜产生LIBS,对比了圆偏振和线偏振下LIBS光谱的强度,结果发现圆偏振下的光谱强度比线偏振下的强,光谱强度大约提高了15%。采用飞秒激光照射金属时,金属内部的自由电子吸收光子的能量。在线偏振飞秒激光场中,电子在脉冲的每个光学周期中经历交替的加速和减速;而圆偏振飞秒激光可以连续加速电子,因此电子可以获得更高的能量,这使得圆偏振飞秒激光产生的光谱强度不同于线偏振飞秒激光产生的光谱强度,圆偏振激光有助于改善飞秒LIBS信号的强度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 飞秒激光 圆偏振 光谱增强
1 吉林化工学院理学院, 吉林 吉林 132022
2 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
3 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
在大气环境中,研究平行板约束对激光诱导PMMA等离子体中CN分子光谱的影响,测量得到的5条光谱峰所处波长分别为388.29 nm(0-0)、387.0 nm(1-1)、386.14 nm(2-2)、385.44 nm(3-3)及385.03 nm(4-4)。实验结果表明,空间约束下的CN分子光谱峰强度明显高于无空间约束下的。另外,通过拟合CN光谱获得了CN分子的振动温度,结果显示,空间约束下的CN分子的振动温度明显高于无空间约束下的振动温度,且高激光能量下的CN分子振动温度高于低激光能量下的振动温度。平行板反射冲击波压缩等离子体羽,使得其温度和数密度增加,增强了激光诱导PMMA等离子体中CN分子的光谱强度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 空间约束 光谱增强 振动温度
1 吉林化工学院理学院, 吉林 吉林 132022
2 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
3 吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
利用Nd∶YAG纳秒激光脉冲烧蚀硅产生等离子体光谱,通过改变聚焦透镜到样品表面的距离,研究硅等离子体光谱中原子谱线强度和离子谱线强度的变化,主要讨论的谱线为Si(I) 390.55 nm和Si(II) 385.60 nm。结果表明:Si(I)谱线强度和Si(II)谱线强度的变化依赖于透镜到样品表面的距离,随着透镜到样品表面的距离的增大,谱线强度先升高后降低;当样品表面远离焦点时,Si(I)谱线强度高于Si(II)谱线强度;当样品表面接近焦点时,Si(II)谱线强度高于Si(I)谱线强度;激光能量密度升高可使产生的等离子体中更多的原子电离成离子,使得离子谱线强度升高;改变透镜到样品表面的距离能优化激光诱导击穿光谱的辐射强度,同时能优化离子谱线强度与原子谱线强度的比值。
光谱学 激光诱导击穿光谱 透镜到样品表面的距离 原子谱线 离子谱线 硅 中国激光
2019, 46(11): 1111001
1 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
2 吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春130012
使用纳秒激光激发铝箔产生等离子体,对铝箔进行加热,研究样品温度对激光诱导击穿光谱强度和信噪比的影响;对烧蚀坑的直径进行测量,观察烧蚀坑直径随温度的变化。结果表明:铝的两条谱线强度和信噪比均随温度升高而增大,烧蚀坑尺寸也随温度升高而增大。证实了加热样品可以提高激光诱导击穿光谱的灵敏度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 样品温度 光谱强度 信噪比 烧蚀坑直径
1 吉林大学原子与分子物理研究所, 吉林 长春 130012
2 吉林大学吉林省应用原子分子光谱重点实验室, 吉林 长春 130012
3 长春师凯科技产业有限责任公司, 吉林 长春 130012
通过双温模型研究了飞秒激光照射单层银薄膜和银/金、银/铜双层金属薄膜时的热行为, 计算获得了相应电子温度和晶格温度随着时间和空间的分布。计算结果表明,双层金属结构能改变顶层银的晶格温度, 进而改变其损伤阈值。选择具有更大电子晶格耦合系数的铬作为银的底层薄膜时, 顶层银的损伤阈值得到进一步提高。这对采用银薄膜制作可见光范围内飞秒激光的反射镜具有重要的指导意义。
激光技术 飞秒激光 双层金属 电子温度 晶格温度 损伤阈值 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 051402
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
2 Jilin Provincial Key Laboratory of Applied Atomic and Molecular Spectroscopy (Jilin University), Changchun 130012, China
3 Aviation University of Air Force, Changchun 130021, China
We investigate the temperature dependence of the emission spectrum of a laser-induced semiconductor (Ge and Si) plasma. The change in spectral intensity with the sample temperature indicates the change of the laser ablation mass. The reflectivity of the target surface is reduced as the sample is heated, which leads to an increase in the laser energy coupled to the surface of the sample and eventually produces a higher spectral intensity. The spectral intensities are enhanced by a few times at high temperatures compared with the cases at low temperatures. The spectral intensity of Ge is enhanced by 1.5 times at 422.66 nm, and 3 times at 589.33 nm when the sample temperature increases from 50°C to 300°C. We can obtain the same emission intensity by a more powerful laser or by less pulse energy with a higher sample temperature. Based on experimental observations we conclude that the preheated sample can improve the emission intensity of laser-induced semiconductor plasma spectroscopy.
300.6365 Spectroscopy, laser induced breakdown 350.5400 Plasmas Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 123001
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University, Changchun 130012, China
2 Jilin Provincial Key Laboratory of Applied Atomic and Molecular Spectroscopy (Jilin University), Changchun 130012, China
The ultrafast dynamic process in semiconductor Ge irradiated by the femtosecond laser pulses is numerically simulated on the basis of van Driel system. It is found that with the increase of depth, the carrier density and lattice temperature decrease, while the carrier temperature first increases and then drops. The laser fluence has a great influence on the ultrafast dynamical process in Ge. As the laser fluence remains a constant value, though the overall evolution of the carrier density and lattice temperature is almost independent of pulse duration and laser intensity, increasing the laser intensity will be more effective than increasing the pulse duration in the generation of carriers. Irradiating the Ge sample by the femtosecond double pulses, the ultrafast dynamical process of semiconductor can be affected by the temporalinterval between the double pulses.11474129), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education in China (grant no. 20130061110021) and the Project 2015091 Supported by Graduate Innovation Fund of Jilin University.
carrier carrier energy transfer energy transfer femtosecond laser femtosecond laser lattice lattice semiconductor semiconductor High Power Laser Science and Engineering
2016, 4(2): 02000e12
