SU1127460A1 - Способ исследовани лазерной плазмы - Google Patents

Способ исследовани лазерной плазмы Download PDF

Info

Publication number
SU1127460A1
SU1127460A1 SU833601489A SU3601489A SU1127460A1 SU 1127460 A1 SU1127460 A1 SU 1127460A1 SU 833601489 A SU833601489 A SU 833601489A SU 3601489 A SU3601489 A SU 3601489A SU 1127460 A1 SU1127460 A1 SU 1127460A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
ionization
plasma
laser plasma
laser
electrons
Prior art date
Application number
SU833601489A
Other languages
English (en)
Inventor
Ю.А. Быковский
В.Е. Миронов
В.П. Саранцев
С.М. Сильнов
Е.А. Сотниченко
Б.А. Шестаков
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт filed Critical Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority to SU833601489A priority Critical patent/SU1127460A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1127460A1 publication Critical patent/SU1127460A1/ru

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ, заключающийс  в ударной ионизации атомов электронным пучком и регистрации образующихс  ионов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  возможностей анализа нейтральной компоненты за счет повьппени  эффективности ионизации, пучок образуют из собственных электронов лазерной -3 плазмы концентрации 10 - 10 см путем разрыва плазмы, вьщелени  и ускорени  электронов до энергий ионизации. .

Description

1 Изобретение относитс  к физике плазмь и может быть применено на установках на которых исследуетс  взаимодействие лазерного излучени  с веществом. При относительно умеренных интенсивност х лазерного излучени  продукты разлета плазменного факела будут содержать большую долю нейтральных частиц. Присутствие нейтральных атомов может быть обна ружено, в частности, путем их иони зации электронным ударом и последу щего анализа на масс-спектрометре. Известен способ измерени  энергетического спектра нейтральных частиц с помощью механической развертки во времени потока испаренного вещества. Поток плазмы, расшир ю цийс  с поверхности JИшeни, диафрагмировалс  и попадал на вращающийс  лавсановый диск, что позвол ло иметь его временную разверт ку гп. Однако известный способ имеет р д недостатков. Достоверно измер ют лишь низкоэнергетическую част спектра, есть трудности в определении абсолютных значений концентраций , известный способ не позвол  еТ измерить целый р д энергетических и угловых характеристик, напри мер изучить динамику формировани  угловых и энергетических спектров нейтральных атомов. Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому  вл етс  способ исследовани  лазерной плазмы , заключающийс  в ударной иониза ции атомов электронным пучком и регистрации образовавшихс  ионов Основной недостаток, такого спос ба состоит в том, что эффективност ионизации мала. Причина этого в быстром прохождении нейтральными атомами области ионизации (со скорост ми л-Ю - Ю см/с), поэтому мало врем  взаимодействи  с электронами (пор дка 1 мкс) и мала область ионизации. Недостатком  в .л етс  также то, что исследуютс  нейтральные атомы,, образующиес  только в режиме неразрушающегос  лазерного испарени  материала 41, Вт/см). Целью изобретени   вл етс  расширение возможности анализа нейтральной компоненты лазерной плазмы за счет повышени  эффективности ионизации . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе исследовани  .лазерной плазмы, заключающемс  в ударной ионизации атомов электронным пучком и регистрации образующихс  ионов, пучок образуют из собственных электронов лазерной плазмы концентрации -10 - 10 см путем разрыва плазмы, вьщелени  и ускорени  электронов до энергии ионизации . ударной ионизации нейтральной компоненты используют собственные электроны лазерной плазмы, которые имеют большие концентрации, а ионизаци  идет по пути разлета нейтральных атомов, что увеличивает врем  ионизации. Даже при относительно умеренных мощност х лазерного Излучени  с облучаемого п тна можно снимать большие токи (в особенности большие плотности тока). Однако известно, что энергии направленного движени  электронов , в диапазоне плотностей лазерного излучени   - 10 - 5-10 Вт/см составл ют -10 эВ, что  вно недостаточно дл  ионизации нейтральных атомов, причем плазма сохран ет квазинейтральность. Поэтому дл  того, чтобы электроны приобрели необходимую дл  ионизации энергию, нужно разрушить плазму и ускорить электроны. Экспериментально показано, что при работе лазера б режиме модулированной добротности с энергией Е 0,01-0,03 Дж с длительностью импульса 15 не, с фокусировкой излучени  до 2-10 см, при плотности мощности на мишени c{, - 10 Вт/см образуетс  плазменный факел, содеращий нейтральные атомы, которые составл ют до 90% частиц в продуктах азлета в количестве атоов , а количество электронов достигает . Вьщеленные из лазерной плазмы и ускоренные электроны риобретают энергию, необходимую л  эффективной ионизации (50100 Эв), прошивают поток нейтральых атомов по пути разлета. Большие лотности нейтральной и электроной компонент, а также относительно ольшое по сравнению с прототипом врем  взаимодействи  обуславливают эффективную ионизацию. Принципиальным отличием предлага мого способа исследовани  лазерной плазмы  вл етс  повьшение эффективности ионизации нейтральной компоненты , по крайней мере, на два-три пор дка по сравнению с прототипом, а также проведение анализа нейтраль ных атомов не только в режиме лазер ного испарени  материала, но и в режимах образовани  лазерной плазмы . Пример. Экспериментально по казано, что предлагаемый способ поз вол ет определить, например, дл  V г 10 Вт/см и при Ng-IO см следующие параметры потока атомов в зависимости от материала мишени: N-.-10 - 10 ат/см, длительност С 10-50 МКС, скорость пакетов и -(1-5) -10 см/с, V концентраци  10 - сматомов в струе г NO,Дл  свинца это соответствует -1 -Ю ат/с ;м , длительность сгустка 20 МКС, скорость Voc концентраци  5-Ю см . Мак симумы энергетических спектров лежат в диапазоне нескольких дес тков эВ. Эффективность ионизации .10 На чертеже показано устройство дл  реализации Предлагаемого способа . Устройство содержит лазер 1, фокусирующий объектив 2, облучаемую мишень 3, ионизатор, состо щий из двух сеточных электродов, сеточный, имеющий размер  чейки меньше радиуса Деба  и наход щийс  под земл ным потенциалом электрод 4 и ускор ющий сеточный электрод 5, а также масс-спектрометрический тракт 6. Использование способа исследовани  ла-зерной плазмы обеспечивает расширение возможности измерени  различных энергетических и угловых характеристик нейтральной компоненты лазерной плазмы, позвол ет изучить динамику формировани  спектров нейтральньк атомов, дает возможность проводить исследовани  нейтральной компоненты не только в режимах лазерного испарени  материала , но и в режимах образовани  лазерной плазмы.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ, заключающийся в ударной ионизации атомов электронным пучком и регистрации образующихся ионов, отличающийся тем, что, с целью расширения возможностей анализа нейтральной компоненты за счет повышения эффективности ионизации, пучок образуют из собственных электронов лазерной плазмы концентрации 1О10 - 1014 см-3 путем разрыва плазмы, выделения и ускорения электронов до энергий ионизации. ..
    SU .„.1127460 f
SU833601489A 1983-05-31 1983-05-31 Способ исследовани лазерной плазмы SU1127460A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833601489A SU1127460A1 (ru) 1983-05-31 1983-05-31 Способ исследовани лазерной плазмы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833601489A SU1127460A1 (ru) 1983-05-31 1983-05-31 Способ исследовани лазерной плазмы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1127460A1 true SU1127460A1 (ru) 1985-05-30

Family

ID=21067061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833601489A SU1127460A1 (ru) 1983-05-31 1983-05-31 Способ исследовани лазерной плазмы

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1127460A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ахсахал н А.Д. и др. Характеристики эррозионной лазерной плазмы на стадий инерциального разлета. Журнал технической физики, т. 52, № 8, с. 1584, 1982. 2. Энергетическое распределение нейтральных компонент селенида кадми , испар емых под действием лазерного излучени . Журнал технической физи1си, т. 51, №8, с. 1690, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1256997A (en) Method and apparatus for producing neutral atomic and molecular beams
US6137110A (en) Focused ion beam source method and apparatus
Doria et al. A study of the parameters of particles ejected from a laser plasma
US5164592A (en) Method and apparatus for mass spectrometric analysis
US6985553B2 (en) Ultra-short ion and neutron pulse production
EP1060380A1 (en) Atmospheric-particle analyser
Nassisi et al. Physics of the expanding plasma ejected from a small spot illumined by an ultraviolet pulsed laser
US5105082A (en) Laser ionization sputtered neutral mass spectrometer
SU1127460A1 (ru) Способ исследовани лазерной плазмы
US4500787A (en) Method and a device for furnishing an ion stream
JP3752259B2 (ja) クラスターイオンビームスパッター方法
CN112074927B (zh) 用于粒子的质谱分析的装置和方法
JPH0542101B2 (ru)
SU695295A1 (ru) Способ масс-спектрометрического анализа твердых тел и устройство дл его осуществлени
Abbas et al. Spectroscopic studying of plasma parameters for PbS prepared by pulse Nd: YAG laser deposition
Apollonov Multi charged ions and mass spectrometry
Crance Electron energy spectrum after multiphoton ionisation
RU2189613C2 (ru) Способ определения энергетического спектра импульсного ионизирующего излучения малой длительности
JPH0622109B2 (ja) 二次イオン質量分析計
JPH11256334A (ja) Cn薄膜の形成方法及びcn薄膜形成装置
Ivanov et al. Droplets generation conducting during laser-plasma treating of metals in electric field
JP3055159B2 (ja) 中性粒子質量分析装置
JPH059899B2 (ru)
Pellin et al. Focused ion beam source method and apparatus
SU776389A1 (ru) Устройство дл исследовани диэлектриков ионными пучками