固态和液态钢的激光诱导等离子体比较_KONDOHiroyuki
激光诱导Si等离子体的时间分辨特性
４ 结 语 ．
综 上 所 述 ． 着 施 工 工 艺 的 改 进 ． 材 结 构 的 发 展 ． 国 建 随 建 我 筑工程迅速发展 。 混凝 土 用 量 也 越 来越 大 在 建 筑 施 工 过 程 中对
施 预 防裂 缝 的产 生 施 工 结 束 后 应 该 围 绕施 工 过 程 中技 术 的应 用 进 行 总结 ， 大 体 积 混 凝 土 施 工 过 程 中 产 生 的各 种 现 象 ． 行 对 进 认真分析 、 研究 以及 讨 论 ． 而保 证 施 工 过 程 的安 全 和 高 效 从 ３３现 场 考 察材 料 控 制 ＿ 进 入 施 工 现 场 的原 材 料 、 品 、 配 在 使 用 前 必 须 按 有关 成 构 标 准 的 规定 抽 取 试 样 ．进 行 相 应 资 质 的 检 测 ．结 果 合 格 方 可 使
ａ 脉 冲宽 度 为 ８ｎ ， 冲 激 光 发射 频率 为 １ 。 冲 能量 可 以 ｍ， ｓ脉 ０Ｈｚ 脉
子 体 位 置 大 约 为 距 靶 面 ２ｍｍ处 ． 择 这 个 位 置 是 因 为等 离 子 体 选
施工前应编制施工技术方 案 。 方案 内 容 包 括 施 工 荷 载 计 算 、 用 。成 品 、 材 料 、 配件 、 备 必 须 有 出 厂 质 量 合 格 证 书 、 厂 原 构 设 出 模 板 及 其 支 撑 、 统 的强 度 、 定 性 、 倾 覆 等 方 面 的 验 算 。施 工 检 （ ） 报 报 告 。并 注 明使 用 工 程 项 目名 称 ， 格 、 量 ， 场 日 系 稳 抗 试 验 规 数 进 过 程 中必 须 严 格 按 照方 案 进 行 施 工 当施 工 过 程 中出 现 裂 缝 时 期 ． 办 签 名及 原 件 存 放 点 经 不 必 惊 慌 ． 不 要 过 于 麻 痹 ． 意 观 察 裂 缝 的 形 状 和 走 向有 无 发 也 注 ３ ． 建筑 物产 生 裂 缝 后 的 处 理措 施 ４对 展 趋 势 ， 据 实 际 操 作 过 程 中 的 经 验 总结 、 因 分 析 ， 用 切 实 根 原 采 尽 管 在 通 常 情 况 下 裂 缝 不 会 对 建 筑 物 的 结 构 安 全 造 成 影 可 操 作 的施 工 工 艺 和措 施 。严 格 遵 守 相关 规范 和操 作 规 程 ． 能 响 ， 裂 缝 的 出现 影 响 了建 筑 的美 观 与 使 用 ． 时 对 结 构 的整 体 就 但 同 大 大 减 少 建 筑 裂 缝 产 生 的 可 能性 ． 而 确保 工 程 施 工 质 量 从 性 与 耐 久性 也有 威胁 。 因 此 ， 缝 稳 定 后 应 及 时采 取 处 理 措 施 ： 裂 ３２加 强施 工技 术 管 理 ． 对 于数 量较 少且 裂缝 宽 度 不 大 的墙 体 裂 缝 可 在 消 除 裂 缝 表 面 灰 应 该 严 格遵 守设 计 方 案 以及 施 工 规 范 的 要 求 ．加 强 原 材 料 尘 、 白灰 、 渣 及 松 散 层 等 污 物 后 ， 取 压 力 灌 浆 的办 法 进 行 修 浮 采
The Study of Solid State Ionic Conductors
The Study of Solid State IonicConductors在固体材料中，离子导电被广泛应用于能量存储、传输等许多重要领域。
随着各种新型化合物、新型材料的发展和应用，离子材料的研究和发展也逐步深入。
其中，固态离子导体作为一种关键材料，其具有高离子迁移率、高化学稳定性等优良性质，吸引了越来越多的学者投入研究。
本文将介绍固态离子导体的一些基本概念、研究进展和应用前景。
一、固态离子导体的基本概念固体离子导体是一类能够在固体中导电的化合物，它主要由正、负离子和空位的固体晶体构成。
离子在晶格上移动，形成电流。
相比于液体离子导体，固态离子导体的离子迁移能力更强、更加稳定，而且不会出现液体电解质中的蒸发、泄漏等问题，从而成为更加可靠的选择。
目前，固态离子导体主要分为两类：一类是氧化物离子导体，比如氧化锂、氧化锆等；另一类是非氧化物离子导体，比如硫化物、拓扑绝缘体、纳米结构等。
二、固态离子导体的研究进展固态离子导体的研究范围很广，涉及物理学、化学、材料科学等多个领域，主要集中在以下三个方面：1. 离子传输机制离子传输机制是固态离子导体的基础和核心。
近年来，学者们通过电化学、荧光光谱等技术手段，研究了离子在固态离子导体中运动的机制和规律。
具体来说，离子传输是通过晶格中的空位、间隙和缺陷进行的。
同时，固态离子导体存在着大量的非平衡态结构，这些结构对其导电性能具有重要影响，因此对非平衡态结构的研究也变得越来越重要。
2. 合成和制备固态离子导体材料的制备涉及到晶体生长、化学合成、纳米粒子等多个方面。
例如，常用的氧化物离子导体是通过固相反应、溶胶-凝胶法等化学合成方法得到的。
另外，一些研究团队还利用激光熔炼、电泳沉积等技术发展出一些新型的固态离子导体方法。
3. 应用前景固态离子导体具有良好的应用前景。
例如，固态电解质为锂离子电池提供了新的选择。
由于其化学稳定性和长期的使用寿命，固态电解质在大型储能系统、电动汽车等领域具有良好的应用前景。
激光诱导镍等离子体发射光谱Stark展宽和电子密度的空间分辨特性
激光诱导镍等离子体发射光谱Stark展宽和电子密度的空间分辨特性杜传梅;张明旭;庞建勇【期刊名称】《量子电子学报》【年(卷),期】2013(30)3【摘要】在大气环境下利用脉冲Nd:YAG激光532 nm输出烧蚀Ni靶,产生了激光等离子体。
在350～600 nm波长范围内测定了激光诱导等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱。
得到了385.83 nm发射光谱线的Stark展宽及其随径向的变化特性。
由发射光谱线的强度和Stark展宽计算了等离子体电子密度,并讨论了激光等离子体的空间演化特性。
结果表明,在沿激光束方向上,当距离靶表面0～2.5 mm范围内变化时,谱线的Stark展宽、线移和电子密度都随距靶面距离的增大而先增大,在离靶面约1.25 mm处时达到最大值,之后随距离的进一步增大而减小;电子密度在0.1～3.0×10^(16)cm^(-3)范围内变化。
【总页数】7页(P268-274)【关键词】激光物理;激光诱导Ni等离子体空间分辨谱;斯塔克展宽;电子密度【作者】杜传梅;张明旭;庞建勇【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院;安徽理工大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】O536【相关文献】1.激光诱导镍等离子体的自吸收时间分辨特性研究 [J], 侯华明;李颖;卢渊;王振南;郑荣儿2.激光诱导Ni等离子体电子温度、电子密度的空间演化特性研究 [J], 崔执凤;杜传梅;方霞;冯源;管士诚;张先燚;季学韩;凤尔银3.激光诱导氮气等离子体时间分辨光谱研究及温度和电子密度测量 [J], 杨文斌;周江宁;李斌成;邢廷文4.激光诱导Ni等离子体发射光谱的空间演化特性研究 [J], 杜传梅;张明旭;徐颖5.利用Hβ线的Stark加宽计算激光诱导Cu等离子体的电子密度 [J], 李忠文;袁萍;乔红贞;郭逸潇;张硕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
固体激光器最佳腔长
固体激光器最佳腔长本文将介绍和概述关于固体激光器最佳腔长的主题。
固体激光器是一种利用固体材料作为介质产生激光的设备。
腔长是指激光在激光腔内传播的距离。
选择合适的腔长对于固体激光器的性能至关重要。
本文将探讨如何确定固体激光器的最佳腔长以优化其输出功率和光束质量。
固体激光器是一种利用固体材料产生激光的装置。
其工作原理基于激发介质和腔体结构两个关键元素。
激发介质固体激光器的激发介质是一种固态材料，如晶体或陶瓷，其中掺杂了适量的激发剂。
激发剂的特性决定了激光器的工作波长。
当激发介质受到外部能量的激发时，激发剂的激发电子会跃迁到高能级，形成一个具有较高能量的激发态。
这种状态是短暂的，激发态的电子会很快返回到低能级，并释放出能量。
腔体结构固体激光器的腔体结构是其光学谐振腔，用于放大激发介质产生的激光信号。
典型的腔体结构包括平面腔、谐振腔和激光棒腔。
在光学谐振腔中，激光信号来回反射，通过多次放大，最终形成强大的激光束。
腔体结构的设计和腔长对固体激光器的性能有重要影响。
固体激光器通过激发介质和腔体结构来实现激光的产生和放大。
理解固体激光器的工作原理对于确定最佳腔长具有重要意义，进而提高激光器性能。
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腔长的重要性本文旨在阐述固体激光器腔长对激光器性能的影响以及其重要性。
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本文将介绍确定固体激光器最佳腔长的方法，包括数值模拟和实验调节。
数值模拟通过数值模拟可以评估不同腔长对固体激光器性能的影响。
以下是一些常用的数值模拟方法：模拟软件：通过使用专业的激光器模拟软件，可以进行光场传输模拟和模拟实验调谐过程，以评估不同腔长下的激光功率、频率稳定性和模态分布等性能指标。
参考文献：查阅相关文献，了解其他研究者在类似问题上的数值模拟方法和参数设置，并结合实际情况进行适当调整。
固态激光器的材料及性能研究
固态激光器的材料及性能研究一、引言随着科学技术的不断发展，激光技术的应用越来越广泛，而固态激光器作为激光器的一种，其稳定性，光束质量和工作寿命都有着不俗的表现，因此可以满足大部分激光技术应用的需求。
本文将从材料及性能两个方面介绍固态激光器的相关研究进展。
二、材料固态激光器的几种材料主要包括晶体、玻璃和陶瓷等。
其中，晶体能够产生高功率，较高的效率以及优秀的光束质量；玻璃则具有良好的光学性质，适合制作大尺寸的激光器器件；陶瓷相比晶体和玻璃来说，具有更高的硬度和化学稳定性，适用于高功率激光器的制造。
（一）晶体晶体作为固态激光器中最常用的材料之一，其种类多种多样，包括Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GdVO4、Nd:KGW等。
这些晶体有着相似的结构，由锆钛石结构、三角板石结构或分子式式为ABO4的四方晶系统结构等构成。
晶体材料在激光器中发挥着非常重要的作用，它可以产生高浓度的稀土离子，在外部加能的作用下，形成激活态离子，通过受激辐射产生激光输出。
（二）玻璃玻璃材料在固态激光器中也有不俗的表现。
作为一种非晶态材料，它的结构更加杂乱无序。
根据研究发现，玻璃的质量是影响激光器性能的关键因素之一。
一般而言，低铁增益玻璃比纯氧化铝增益高，而三氧化硼玻璃则更带线性。
玻璃材料可以通过离子交换和ZX电取代等方法来增强其光学性能。
（三）陶瓷陶瓷是一种晶体和玻璃之间的中间状态材料，其结构和性质类似于晶体，而硬度和耐磨性则比晶体更高。
通过不同的制备工艺，可以控制其粒径、形状以及内在结构，定向生长出符合设计需求的材料。
目前，氧化铝陶瓷是最常用的材料之一，因其无毒、无放射性、高耐热和高硬度等优点，成为了高功率激光器制造的理想选择。
三、性能固态激光器的性能指标主要包括波长、脉冲宽度、带宽以及光束质量等。
不同材料的选择和工艺，也会对其性能产生着重要影响。
（一）波长固态激光器可以产生不同波长的激光，其中常用的波长包括1064nm、532nm、355nm、266nm等。
详解固体激光器
详解固体激光器详解固体激光器详解固体激光器固体激光器用固体激光材料作为工作物质的激光器。
1960年，T.H.梅曼发明的红宝石激光器就是固体激光器，也是世界上第一台激光器。
固体激光器一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。
这类激光器所采用的固体工作物质，是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。
在固体中能产生受激发射作用的金属离子主要有三类：(1)过渡金属离子（如Cr3+）；(2)大多数镧系金属离子（如Nd3+、Sm2+、Dy2+等）；(3)锕系金属离子（如U3+）。
这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是：具有比较宽的有效吸收光谱带，比较高的荧光效率，比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线，因而易于产生粒子数反转和受激发射。
用作晶体类基质的人工晶体主要有：刚玉（NaAlSi2O6）、钇铝石榴石（Y3Al5，O12）、钨酸钙（CaWO4）、氟化钙（CaF2）等，以及铝酸钇（YAlO3）、铍酸镧（La2Be2O5）等。
用作玻璃类基质的主要是优质硅酸盐光学玻璃，例如常用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。
与晶体基质相比，玻璃基质的主要特点是制备方便和易于获得大尺寸优质材料。
对于晶体和玻璃基质的主要要求是：易于掺入起激活作用的发光金属离子；具有良好的光谱特性、光学透射率特性和高度的光学（折射率）均匀性；具有适于长期激光运转的物理和化学特性（如热学特性、抗劣化特性、化学稳定性等）。
晶体激光器以红宝石（Al2O3：Cr3+）和掺钕钇铝石榴石（简写为YAG：Nd3+）为典型代表。
玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。
固体激光器的工作物质，由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料，掺以激活离子或其他激活物质构成。
这种工作物质一般应具有良好的物理－化学性质、窄的荧光谱线、强而宽的吸收带和高的荧光量子效率。
玻璃激光工作物质容易制成均匀的大尺寸材料，可用于高能量或高峰值功率激光器。
但其荧光谱线较宽，热性能较差，不适于高平均功率下工作。
一文带你了解气体、固体、半导体激光器
一文带你了解气体、固体、半导体激光器导读：激光器分类方法很多。
按工作物质可分为气体、液体、固体和半导体激光器。
气体激光器气体激光器的工作物质是气体，其中有各种惰性气体原子、金属蒸气、各种双原子和多原子气体，以及气体离子等。
气体激光器通常是利用激光管中的气体放电过程来进行激励的。
光学共振腔一般由一个平面镜和一个球面镜构成，球面的半径要比腔长大一些，如下图所示。
平凹腔氮氖激光器是应用最广泛的气体激光器，其结构形式如下图所示。
它分内腔式和外腔式。
氦氖激光器结构示意图在放电管内充有一定气压和一定氦氖混合比的气体。
共振腔长l要满足式中，N—一任意整数。
氦氖激光器有许多振荡谱线，主要振荡波长是6 328 A（最强，呈橘红色），1 1523 A和33 913 A（红外光）。
它的发光机理是：在激光管内充入按比例的几个毫米水柱压力的氮氖混合气，形成低压放电管，在阳极与阴极之间加几kV高压，使之产生辉光放电，产生大量的动能很高的自由电子去碰击氮原子，氦原子被激发到2S能级和2*3S 能级。
氦的2*3和2*3S能级是亚稳态，它的粒子数积累增加。
由于氦的2S能级与氖的3S能级、氦的2*3能级与氖的2S能级接近，氦原子与氖原子碰撞后，氦原子回基态，而氖原子被激发到2S和3S能级（亚稳态），并且很快地积累增加。
氖的2P和3P是激发态，粒子数比较少，但在2S与2P之间，3S与3P和2P之间建立了粒子数反转分布。
在入射光子的作用下，氖原子在2S、3S与2P、3P之间产生受激辐射。
然后以自发辐射的形式，从2P和3P能级回到1S能级，再通过与管壁碰撞形式释放能量（即产生管壁效应），回到基态，如下图所示。
图发光机理示意图从以上分析可以看出，氦（He）原子只起了能量传递作用，产生受激辐射的是氖（Ne）原子。
它的能量小，转换效率低，输出功率一般为mW级。
二氧化碳（C02）激光器是典型的分子气体激光器，如下图所示。
它的工作物质是CO2气体，常加入氮、氨及一些其他辅助气体。
《固体激光器》课件
文化遗产激光保护
固体激光器可用于文化遗 产保护，如清洗和修复古 代文物。
固体激光器技术发展
1
发展历程
固体激光器技术经历了从Nd:YAG、Nd:YVO4等到新材料的不断研究和发展。
2
发展趋势
现代固体激光器技术将朝着高功率、高效能转换和短脉冲宽度的方向发展。
固体激光器的前景
发展前景
固体激光器在医疗、工业和科研等领域拥有 广阔的发展前景。
波长范围
固体激光器的波长范围广泛，可以涵盖可 见光、红外线等多个频段。
光束质量
固体激光器的光束质量通常表现为TEM00 等高斯模式。
固体激光器的应用领域
手术激光器
固体激光器广泛应用于激 光治疗和激光手术领域， 如眼科手术和皮肤美容。
工业激光器
固体激光器在切割、焊接、 打标等工业应用中具有重 要作用。
固体激光器与其他激光器的比较
固体激光器
气体激光器
优点
优点
• 高能量转换效率 • 稳定的输出功率和波长
• 大功率输出 • 可调的激光波长
半导体激光器
优点
• 小型、便携 • 高效能转换
固体激光器的构造
固体激光器主要由激光介质、泵浦源、光学谐振腔、输出耦合器等部分组成。激光介质通常是由 掺杂了激光离子的固体晶体或玻璃材料制成。
激光器发射的原理和过程
固体激光器的激光发射过程通常包括能量吸收、电子激发、激发态粒子寿命、激发态粒子跃迁等 多个步骤。最终产生的激光通过光学谐振腔和输出耦合器进行输出。
几千 瓦不等。
脉冲宽度
固体激光器可以产生纳秒、皮秒以及飞秒 级别的脉冲宽度。
什么是固体激光器？
固体激光器是一种基于固体材料的激光器，其工作介质是固态物质。它通过 在固体材料中产生激发态粒子来产生激光。
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冶金分析，２０１３，３３（５）：１－５Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，２０１３，３３（５）：１－５文章编号：１０００－７５７１（２０１３）０５－０００１－０５固态和液态钢的激光诱导等离子体比较ＫＯＮＤＯ Ｈｉｒｏｙｕｋｉ（新日本制铁株式会社高级技术实验室，富津２９３－８５１１，日本）摘 要：比较了产生于室温固态钢以及高温液态钢上激光诱导等离子体的特征、原子铁的激发温度以及电子密度。
通过在３８６～４００ｎｍ波长范围的中性铁原子发射谱线，由波尔兹曼作图法确定了铁原子的激发温度。
通过测量Ａｌ Ｉ３９４．４ｎｍ的谱线宽度，估算了电子密度。
对固体钢来说，铁元素的激发温度从延迟时间为１０μｓ时的１０ ８００Ｋ下降到延迟时间为８０μｓ时的７ ３００Ｋ。
当延迟时间分别为１０μｓ和７０μｓ时，产生于固态钢和液态钢上等离子体间的激发温度并没有显著差别。
在铁元素和铝元素大部分的中性原子线中，可以观察到液态钢的谱线宽度比固态钢的谱线宽度更窄。
当激光脉冲的观察延迟时间均为１０μｓ时，产生于液态钢上等离子体的电子密度大约为（０．９９±０．１５）×１０１７／ｃｍ３，这相当于产生在固态钢上等离子体电子密度的４６％。
关键词：激光诱导击穿光谱（ＬＩＢＳ）；等离子体温度；电子密度中图分类号：Ｏ６５７．３８ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１２－１２－１５作者简介：ＫＯＮＤＯ Ｈｉｒｏｙｕｋｉ（１９５９－），男，高级研究员；Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｏｎｄｏｈ．ｈｉｒｏｙｕｋｉ＠ｎｓｃ．ｃｏ．ｊｐ． ＬＩＢＳ（激光诱导击穿光谱）的光谱线强度会受到许多因素的影响，诸如激光能量密度、辐射、波长、持续时间、环境气体以及压力等。
以激光诱导等离子体的温度和电子密度与大气压［１］环境下的环境气体、空气、氩气和氦气的对比为例，等离子体特性还取决于样品的物理性能。
在将不锈钢样品加热到１ ０００Ｋ时，等离子体温度并没有很大程度的改变，而烧蚀质量却随着样品温度的上升而增加［２－３］。
实验表明，随着样品温度的上升，样品表面的反射率下降，从而导致有效激光能量馏分的增加。
激光诱导击穿光谱在钢铁工业中应用优点之一在于激光诱导击穿光谱不仅适用于固态钢分析［４－６］，同时还可用于液态钢的直接分析［７－９］。
然而，产生于液态钢和固态钢上的等离子体特性不一致。
研究分析了产生于液态钢的激光诱导等离子体的温度和电子密度，并于同产生于固态钢中等离子体的温度和电子密度进行了比较，以便为激光诱导击穿光谱分析液态钢提供一些指导。
１ 实验部分实验采用一个平凸透镜将Ｑ－开关Ｎｄ：ＹＡＧ激光（脉冲持续时间７ｎｓ，脉冲重复率１０Ｈｚ，波长１０６４ｎｍ）的辐射聚焦到样品表面，产生一个直径约１ｍｍ的斑点，从而对样品表面产生２００ｍＪ的脉冲能量。
在样品正常表面的入射激光的光轴中放置了一面涂覆有铝的穿孔镜子，等离子体中的发射光通过这面镜子进行反射，随后通过２０ｍ长的光学纤维束输送到配备有ＩＣＣＤ的３８０ｍｍ的Ｃｚ－ｅｒｎｙ－Ｔｕｒｎｅｒ光谱仪的入口狭缝中（宽度为６０μｍ）。
然后通过ＰＩＮ光电二极管检测的散射消融激光起动时间分辨观察。
通过数字脉冲发生器设置了观察的延长时间和栅极宽度。
在室温下，对固态钢样（日本钢铁有证的参考物质ＪＳＳ１７５－６）进行了分析。
在液态钢的分析中，实验采用感应炉熔化了低碳钢，熔融钢的温度达到了１ ８７３Ｋ到１ ９２３Ｋ。
在分析固态钢和液态钢两种试样时，都采用氩气吹样品分析表面。
—１—ＫＯＮＤＯ Ｈｉｒｏｙｕｋｉ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｌａｓｅｒ ｏｎ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌｓ．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，２０１３，３３（５）：１－５固态钢和液态钢的分析各收集了一百种光谱。
２ 结果与讨论２．１ 中性铁原子的激发温度假设等离子体中存在局部热力学平衡（ＬＴＥ），通过玻尔兹曼曲线斜率确定中性原子铁的激发温度［１０－１３］。
在ｌｎ（ε２１λ２１／Ａ２１／ｇ２）与高能量水平Ｅ２间的相关性线性回归中，得到曲线斜率为－１／ｋ／Ｔ。
ε２１，λ２１，Ａ２１，ｇ２，ｋ和Ｔ分别代表发射率，波长，爱因斯坦系数Ａ，上级水平的简并性，玻耳兹曼常数和温度［１１］。
根据ＭｃＷｈｉｒｔｅｒ准则［１２］，实验检查了等离子体是否存在局部热力学平衡（ＬＴＥ）。
本研究中，表１所示的能级跃迁最大的ΔＥ２１为３．２ｅＶ，等离子体温度为１０４ Ｋ左右。
采用文献［１０，１２，１３］中的所列方程计算得到局部热力学平衡（ＬＴＥ）中的最低值，即ＭｃＷｈｉｒｔｅｒ准则的临界电子密度值为５．２×１０１５ ｃｍ－３。
由于从Ｓｔａｒｋ加宽估测得到的ｎｅ值要比３．２节中所描述的１０１６ｃｍ－３要大，ＭｃＷｈｉｒｔｅｒ准则在本研究得到了充分体现。
玻尔兹曼作图法所采用的谱线可见表１。
图１展示了在表１列出波长范围内的一个光谱示例。
图２展示了激光脉冲观察延迟到１０μｓ和８０μｓ情况下，对固态钢分析的两个实例。
两种观测时间的栅极宽度均为１０μｓ。
图２展示了观测延迟时间分别为１０μｓ和８０μｓ时玻尔兹曼图中的斜线得到的温度值分别为１０ ７００Ｋ和７ ４００Ｋ。
表１ 玻尔兹曼图中使用的铁原子谱线Ｔａｂｌｅ １ Ｉｒｏｎ ａｔｏｍ ｌｉｎｅｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＢｏｌｔｚｍａｎｎＮｏ．λ２１／ｎｍ低水平（ＬｏｗｅｒＬｅｖｅｌ），Ｅ１／ｃｍ高水平（ＵｐｐｅｒＬｅｖｅｌ），Ｅ２／ｃｍｇ１ｇ２Ａ２１（×１０８）／ｓ１ ３８６．５５２ ８ １５４．７１３ ３４ ０１７．１０１ ３ ３ ０．１５５２ ３８７．２５０ ７ ９８５．７８４ ３３ ８０１．５７ ５ ５ ０．１０５３ ３８７．８０２ ７ ７２８．０５９ ３３ ５０７．１２１ ７ ７ ０．０７７ ２４ ３８７．８５７ ７０４．００７ ２６ ４７９．３７９ ５ ３ ０．０６６５ ３８８．８５１ １２ ９６８．５５３ ３８ ６７８．０３６ ５ ５ ０．２６６ ３８９．５６６ ８８８．１３２ ２６ ５５０．４７７ ３ １ ０．０９４７ ３８９．９７１ ７０４．００７ ２６ ３３９．６９４ ５ ５ ０．０２５ ８８ ３９０．２９５ １２ ５６０．９３３ ３８ １７５．３５２ ７ ７ ０．２１４９ ３９１．６７３ ２６ １０５．９０６ ５１ ６３０．１７５ １３ １１ ０．１２１０ ３９２．０２６ ９７８．０７４ ２６ ４７９．３７９ １ ３ ０．０２６１１ ３９２．２９１ ４１５．９３３ ２５ ８９９．９８７ ７ ９ ０．０１０ ８１２ ３９２．７９２ ８８８．１３２ ２６ ３３９．６９４ ３ ５ ０．０２２１３ ３９３．０３０ ７０４．００７ ２６ １４０．１７７ ５ ７ ０．０１６１４ ３９６．９２６ １１ ９７６．２３８ ３７ １６２．７４４ ９ ７ ０．２３１５ ３９７．７７４ １７ ７２６．９８７ ４２ ８５９．７７５ ５ ５ ０．０７１６ ３９９．７３９ ２１ ９９９．１２９ ４７ ００８．３６８ ９ １１ ０．１５图３展示了观察延迟时间从１０μｓ至８０μｓ时固态钢和液态钢中原子铁的激发温度值。
每次观察延迟时间的栅极宽度均为１０μｓ，每一次延迟观察均对固态钢分析两次。
在延迟观察时间为１０～３０μｓ时，激发温度并没有表现出很大的变化，不过对观察延迟时间超过３０μｓ的固态钢进行分析时，激发温度下降幅度很大，如图３所示。
对固体钢来说，铁元素的激发温度从延迟时间为１０μｓ时的１０ ８００Ｋ下降到延迟时间为８０μｓ时的７ ３００Ｋ。
当延迟时间分别为１０μｓ和７０μｓ时，固态钢和液态钢所得到的温度是一致的，误差范围如图３所示。
因此，感应于固态钢和液态钢上激光等离子体的激发温度彼此之间是没有差别的结论应该是合理的。
２．２ 电子密度在典型激光诱导击穿光谱情况下，与洛伦兹组分相比，谱线宽度的高斯组分可以忽略不计［１４］。
因此本项研究中对谱线进行洛伦兹线型—２—ＫＯＮＤＯ Ｈｉｒｏｙｕｋｉ．固态和液态钢的激光诱导等离子体比较．冶金分析，２０１３，３３（５）：１－５图１ 覆盖表１列出的波长范围的光谱示例Ｆｉｇ．１ Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｒａｎｇｅ ｌｉｓｔｅｄ ｉｎ Ｔａｂｌｅ １图２ 波尔茨曼作图法示例Ｆｉｇ．２ Ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｐｌｏｔ图３ 产生在固态钢和液态钢上的等离子体激发温度Ｆｉｇ．３ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｏｎ ｓｏｌｄ ａｎｄ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌｓ拟合得到了谱线宽度。
根据实验线型，通过对仪器线宽进行线减法得到谱线宽度。
根据先前的一些文献所示的方程，作为ＦＷＨＭ的Ｓｔａｒｋ加宽ΔλＳ与电子密度ｎｅ和Ｔ相关联［１０，１５］。
为了大概给出ＡｌⅠ３９４．４ｎｍ的谱线宽度，采用发表在文献［１６］的Ｓｔａｒｋ加宽参数ｗＳ和ＡｌⅠ３９４．４ｎｍ在ｎｅ为１０１６ｃｍ－３时的离子加宽参数α计算电子密度，得到ＡｌⅠ３９４．４ｎｍ的谱线宽度。
离子加宽在本项研究中忽略不计。
固态钢和液态钢产生的等离子体电子密度请见图４。
图４ 固态钢和液态钢上分别产生的等离子体的电子密度Ｆｉｇ．４ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｌａｓｍａｓ ｇｅｎｅｒａｔｅｄｏｎ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｍｏｌｔｅｎ ｓｔｅｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ固态钢的铝含量为０．０７３％。
实验分析了含有０．０２４％～０．０５７％铝的液态钢，确定了液态钢上产生的等离子体的电子密度。
在对固态钢和液态钢的两种钢分析中，发射强度和铝含量都呈线性相关。
因此，电子密度的结果不受自吸影响。
从图４可见，观察延迟时间同为１０μｓ时，液态钢的电子密度为（０．９９±０．１５）×１０１７ ｃｍ－３，为固态钢电子密度的４６％。
观察延迟时间都为１０μｓ时，实验比较了在固态钢和液态钢两种情况下ＡｌⅠ３９４．４ｎｍ和某些铁元素谱线的宽度（见图５）。
如图５所示，从液态钢观察到的铁元素谱线总是要比固态钢中观察到的谱线宽度要窄。
不过，从图５可以看出，对ＦｅⅠ３８５．９９ｎｍ，固态钢的谱线宽度是液态钢的谱线宽度的１．２１倍。
原因在于这是一个谐振线路，铁元素会受到自吸影响。
铁元素在液态钢分析中的谱线要受到等离子体自吸影响而加宽，加宽程度要大于在固态钢分析中的影响，因为Ｓｔａｒｋ加宽对于液态钢的影响相比固态钢更少。
这一结果表明，液态钢产生的等离子体中铁原子密度要比固态钢要高。
２．３ 产生在固态钢和液态钢上等离子体中的电子密度差异基于激波传播引起离子化的机理和离子化的程度，等离子体的电子密度会受到样品表面激波的排斥影响［１７－１９］。