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激光散射法:高时空分辨率测量及参数验证

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:激光散射法是获取高时空分辨率的理想选择。这使得激光散射法成为了一种测量等离子体参数,并验证其他诊断结果的一种非常重要的方法。瑞利散射是光子与重粒子的束缚电子之间的弹性散射,可用于测量气体温度。本部分将分为5小节,其中,6.5.1节对激光散射的基本原理作简要介绍,6.5.2~6.5.4节分别介绍汤姆逊散射、瑞利散射和拉曼散射,6.5.5节给出了激光散射的几个典型实例。

激光散射法:高时空分辨率测量及参数验证

由于等离子体射流的物理化学参数随时间高速变化,而且等离子体射流相对尺寸较小,因此要实现对等离子体参数的诊断,需要诊断方法具有较高的时空分辨率激光散射法是获取高时空分辨率的理想选择。激光可以聚焦到一个微米量级的小点,从而具有很高的空间分辨率。同时激光的脉冲可以控制在纳秒甚至飞秒量级,因此也具有极高的时间分辨率。与朗缪尔探针测量相比,该方法是相对非侵入性的。激光散射法可以非常直接地获得等离子体的一些关键参数,例如电子密度和电子温度,以及重粒子(气体)密度和气体温度等[62-64]。这使得激光散射法成为了一种测量等离子体参数,并验证其他诊断结果的一种非常重要的方法。

激光散射可以分为三种:汤姆逊散射、瑞利散射和拉曼散射。汤姆逊散射是光子与空间中自由电子的弹性散射,它可用于测量电子密度和电子温度。瑞利散射是光子与重粒子的束缚电子之间的弹性散射,可用于测量气体温度。拉曼散射则是光子与O2和N2等分子的非弹性散射,通常可以测量分子的密度及转动温度。此外,拉曼散射也可用于校准汤姆逊散射。本部分将分为5小节,其中,6.5.1节对激光散射的基本原理作简要介绍,6.5.2~6.5.4节分别介绍汤姆逊散射、瑞利散射和拉曼散射,6.5.5节给出了激光散射的几个典型实例。(www.xing528.com)

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