единично заредени йони
В експерименти изследване на зависимостта на относителната Добивът на единично заредени йони от плътността на радиация поток. Съединение използва CsI, GaAs и механична смес от прахове от калай и олово. Изборът на тези изследователски теми, не е случайно. CsI - йонна кристал, прозрачен за лазерното лъчение # 955 = 1,06 и silnorazlichayuschimisya първия йонизация потенциали цезий и йод (3.98 ЕГ за Cs; 10,45 ЕГ - за I). GaAs - полупроводник с Bandgap от около 1.4 ЕГ и потенциала на йонизация 9.81 ЕГ при Както и 6.0 ЕГ за Ga. Pb - Sn - прахообразна смес се хомогенизира Спектрално чисти метали с широко различна атомна маса от елементи и изпаряване на топлина (181 кДж / мол - за Pb и 230 кДж / мол - да Sn).
Резултатите от изследванията са представени на фиг. 2.11. Всеки данни сочат на фигурата - резултат от средно 50-100 лазерни импулси, както и доверителния интервал съответства на коефициента на надеждност на 0.95.
Резултатите, представени показват, че плътността на радиация поток от 5 интервал # 8729, 10 9-5 # 8729, 10 10 W / ст2 относителна добив на единично заредени йони от лазерния плазмата е независим от плътността на лазерно лъчение поток, нито от първия потенциал йонизация и равна около 1 до CsI и GaAs. При намаляване на плътността на потока под 8729 # 2, 10 9 W / cm 2 за GaAs и CsI повишена продукция елемент йони с ниска йонизация потенциал. потенциала за йонизация на Pb и Sn са приблизително едни и същи (7.42 и 7,33eV) и промяна на относителната Добивът на йони в поток плътност по-малка от 10 9 W / ст2 поради различията в топлината на изпарение на тези елементи. Трябва да се отбележи, че за Q> 2 # 8729, 10 9 W / cm 2 относителна добив на единично заредени йони е само около 1 до елементи с атомни тегла подобни. В случай на смес Pb - Sn разликата в масите на Pb и Sn атоми води до факта, че от лазер плазма излизания единично заредени йони на олово по-голяма от калаени йони.
Фиг. 2.11. Зависимост на относителната Добивът на единично заредени йони от плътността на лазерно лъчение поток.
За да се определи естеството на зависимостта на относителната Добивът на йони от лазер плазма масово използвани различни вещества. Резултатите са обобщени в таблица. 2.3. Съвкупността от веществата, избрани по такъв начин, че да се получат максимални физичните свойства на различни вещества и техните съставни елементи. Таблицата показва за кои елементи определя относителната добив на единично заредени йони. Всички измервания се провеждат при р = 5 # 8729; септември 10-ти октомври 10 ÷ W / cm 2 и диаметъра на фокусното място (2-6) # 8729; 10 cm -3. За сравнение, данните се нормализират, като се раздели чрез атомно съотношение концентрация в изходния материал (показани йони добив). Диапазонът на грешка на измерване (по-добре от 12%) спрямо добива на единично заредени йони на химични елементи за всички вещества за изпитване се определя от формулата:
където М1 и М2 - атомна маса, съответстваща елементи.
Таблица 2.3. Относителната Добивът на единично заредени йони
За да се обясни този модел може да бъде, смята процеса на рекомбинация в разширяващ лазер плазма. Както вече бе отбелязано, характеристика време на обмен на енергия между електрони и йонни компоненти на лазерния плазмата е по-малко от дължината на импулса, и може да се приеме, че плазмата е в състояние да LTE. Може да се заключи от това, което беше казано по-рано, че високата температура плазмата трябва да преобладава един или два максимална йонизация държави. Всъщност, плазма радиация спектър съдържа първите линии, съответстващи на два последователни мултиплетности йони и долния ред на множество появи по-късно в етапа на разширяване плазма.
След прекратяване на лазерен импулс свободното разширяване на плазмата във вакуум при градиент на налягане. плазма плътност се намалява и вътрешната енергия се превръща в кинетична енергия на частиците, отделяни. На този етап, основният процес - рекомбинацията на йони. Когато възникне плазма разширяване и неговата скорост на охлаждане на процеса на йонизация, което зависи от температурата и времето по експоненциален закон, значително забавя. Междувременно скорост обратна рекомбинация зависи от плазма плътност и температура съгласно закон мощност. Така, че е ясно, че ще дойде време, когато условията на термодинамично равновесие в разширяващ плазма е нарушено. Известно е [20], че скоростта на рекомбинация на процеса е независим от масата на йон и йонизация потенциал. Въпреки това, времето, през което този процес може да отнеме е ограничен. Падането на плазма плътност в разширяването е причината за прекратяването на рекомбинация и # 733; замразяване # 733; състоянието на йонизация. Характерните време на разширяване на плазмата се дължи на асимптотичната скоростта на движение йон # 964;
V -1 ∞; изотермични съсирек # 964;
Page генерирана за: 0.026 сек.