اثر گازهای پیرامونی بر تابش پلاسما و گسترش آن در برهم کنش لیزر با مس

Abstract

در این پژوهش اثر گازهای پیرامونی هوا، آرگون، هلیم و نئون در فشارهای مختلف بر تابش و گسترش پلاسمای حاصل از برهم­کنش باریکه­‌ی لیزر با هدف فلزی، با تأکید بر بهینه‌­سازی نسبت سیگنال به تابش پیوستار به روش بیناب‌­نمایی فروشکست القایی لیزری و جذب و پراکندگی پرتو کاوش بررسی شده است. نتایج نشان می­‌دهند که تابش‌­ها و گسترش پلاسما به نحو قابل­‌توجهی به نوع و فشار گاز پیرامون وابسته است. بیش­ترین شدت خطوط نشری اتم مس به ترتیب برای گازهای آرگون، نئون، هوا و هلیم به دست آمده است. برای تمام گازها با افزایش فشار گاز پیرامون از 5 تا mbar100، شدت تابش طیفی پلاسما افزایش می­‌یابد و سپس با بیش­تر شدن فشار تا یک اتمسفر اشباع می‌­شود. تابش پیوستار پلاسما نیز با افزایش فشار، روندی افزایشی دارد و به ترتیب برای گازهای آرگون، هوا، نئون و هلیم بیش­ترین مقدار را دارد. نسبت تابش طیفی به پیوستار زمینه به ترتیب برای گازهای هلیم، نئون، هوا و آرگون بیشینه است و برای تمام گازها با افزایش فشار کاهش می‌­یابد. نتایج حاصل از گسترش پلاسما به روش جذب و پراکندگی پرتو کاوش با نظریه سدف- تیلور مقایسه شد. سرعت گسترش پلاسما در نزدیکی سطح هدف در حضور گاز هلیم در فشار mbar750 برابر با m/s25200 و در حضور گازهای نئون، هوا و آرگون به ترتیب 15625، 13900 و m/s 11860 به دست آمد که با دور شدن از سطح به شدت اُفت کرده و در فاصله 6mm از سطح برای گازهای هلیم، نئون، هوا و آرگون به ترتیب به 2550، 1000، 700 و m/s690 می‌­رسد.