[发明专利]一种智能控制的激光等离子体测量装置及测量方法

说明书

一种智能控制的激光等离子体测量装置及测量方法，装置包括激光器、聚焦透镜、电子显微镜、分束镜和反射镜；真空腔室测量窗口上有测量狭缝；真空腔室内有样品架位移台驱动的正方体样品架；聚焦透镜安于电动平移台上；电子显微镜连计算机；数字脉冲延迟发生器连激光器、移动控制器和函数信号发生器，移动控制器连计算机、电动平移台和样品架位移台。测量时，触发使激光器产生激光脉冲，从左上角开始激光烧蚀样品靶，样品靶按“弓”字型轨迹移动，至激光烧蚀位置到样品靶右下角，激光脉冲烧蚀过程中，对激光等离子体进行空间分辨测量。该测量方法能保证激光等离子体的稳定性，极大的提高激光等离子体实验的可重复性，实现靶材高效利用。

技术领域

本发明属于激光等离子体原子光谱技术领域，涉及一种智能控制的激光等离子体测量装置；本发明还涉及一种利用该装置测量等离子体的方法。

背景技术

激光等离子体技术（Laser produced plasma，简称LPP）是利用高能量脉冲激光聚焦于靶材料表面，烧蚀靶材产生等离子体，通过对等离子体光谱进行分析，可以得到原子结构信息、等离子体参数和动力学特性的一种技术。激光等离子体技术作为一种非常有效的实验方法，已广泛应用于天体物理、核聚变物理、光刻光源以及元素分析等领域的研究中。

目前实验室所搭建的激光等离子体实验装置，每次测量只能获得特定延迟时间、特定空间位置的等离子体光谱。激光作用于靶材所产生的等离子体在真空中会迅速向外膨胀，形成等离子体羽。等离子体随着时间和空间快速演化，要获得等离子体在演化过程中更多的信息，就需要进行多次测量。由于激光烧蚀靶材会在靶面上形成烧蚀坑，如果激光持续作用于靶面的同一位置，产生的等离子体的稳定性会变差，这会很大程度上降低等离子体光谱测量的可重复性。

为了准确的获得不同空间位置处的等离子体信息，智能控制的激光等离子体空间分辨测量装置对激光等离子体光谱实验以及工业应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算机控制的操作简便、智能化、精度高的激光等离子体测量装置。

本发明的另一个目的是提供一种用上述装置测量等离子体的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明激光等离子体测量装置是计算机控制的一种操作简便、智能化、精度高的激光等离子体测量装置。利用该测量装置提出的测量方法对激光等离子体进行空间测量时，靶材二维智能移动的方法可以保证激光等离子体的稳定性，极大的提高了激光等离子体实验的可重复性，另一方面也可以实现靶材的高效利用。该测量方法中设计的激光作用于靶面的图示化模拟，使靶面的二维移动控制，更加直观，更加方便，实现了智能化控制。同时，采用“等离子体移动法”实现了激光等离子体的高精度空间分辨测量。并实现了激光等离子体测量装置的智能化控制。

附图说明

图1是本发明激光等离子体测量装置的示意图。

图2是本发明激光等离子体测量装置中样品架位移台的示意图。

图3是本发明测量方法中样品靶二维移动示意图。

图4是本发明测量方法中给出的靶面网格示意图。

图5是激光脉冲能够作用于图4所示网格中的作用点的示意图。

图6是激光脉冲作用于图5所示作用点后的示意图。

图7是整个靶面被激光脉冲作用后的示意图。