Измерение пространственных характеристик эрозионной лазерной плазмы кремния с помощью малогабаритных спектрометров высокого разрешения

Журнал «Измерительная техника», №1, 72 стр.
Январь 2021

Измерение пространственных характеристик эрозионной лазерной плазмы кремния с помощью малогабаритных спектрометров высокого разрешения

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-38-42
Авторы: Борис Алексеевич Лапшинов, Николай Иванович Тимченко
Ключевые слова: эрозионная лазерная плазма, кремниевая мишень, спектр излучения, интенсивность спектральных линий
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Исследованы пространственные характеристики эрозионной лазерной плазмы. Рассмотрено применение малогабаритных спектрометров видимого и ультрафиолетового диапазонов для регистрации спектра излучения плазмы. Эрозионная лазерная плазма сформирована на поверхности кремниевой мишени под действием импульсного излучения лазера с длиной волны 1064 нм при нормальных атмосферных условиях. С использованием перемещаемой щелевой диафрагмы, ориентированной параллельно поверхности мишени, проведено сканирование лазерного плазменного факела. Излучение эрозионной лазерной плазмы зафиксировано с помощью малогабаритных спектрометров. На основании полученных спектров излучения плазмы выявлены зависимости интенсивности спектральных линий кремния от геометрического положения щелевой диафрагмы. Проведено сравнение интенсивностей спектральных линий кремния на полированной и шлифованной сторонах мишени.

Список литературы

1. Булаев С. А. Сущность импульсного лазерного напыления в вакууме как способа получения плёнок нанометровых толщин // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 18. С. 25–28.

2. Лунин Л. С., Лунина М. Л., Девицкий О. В., Сысоев И. А. Импульсное лазерное напыление тонких плёнок AlхGa1–хAs и GaP на подложках Si для фотопреобразователей // Физика и техника полупроводников. 2017. Т. 51. № 3. C. 403–407. https://doi.org/10.21883/FTP.2017.03.44216.8299

3. Сухов Л. Т. Лазерный спектральный анализ. Новосибирск: Наука, 1990. 143 с.

4. Harmon R. S., Lawley C. J. M., Watts J. et al., Minerals, 2019, vol. 9, iss. 12, 718. https://doi.org/10.3390/min9120718

5. Быковский Ю. А. Лазерно-плазменный источник ионов и ядер // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 9. С. 107–112.

6. Мордик С. Н., Ерёменко В. М., Бугай А. Н. и др. Исследование лазерно-плазменного источника ионов с системой постоянных кольцевых магнитов // Журнал технической физики. 2017. Т. 87. № 5. С. 788–790. https:// doi.org/10.21883/JTF.2017.05.44457.1748

7. Воробьев В. С. Плазма, возникающая при взаимодействии лазерного излучения с твердыми мишенями // Успехи физических наук. 1993. Т. 163. № 12. С. 51–83. https://doi.org/10.3367/UFNr.0163.199312b.0051

8. Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения: Пер. с англ. М.: Мир, 1974. 468 c.

9. Тимченко П. Е., Маринин В. Л. Измерение характеристик и спектрального состава лазерной плазмы // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва. 2010. № 4 (24). С. 142–147.

10. Хайдуков Е. В., Новодворский О. А., Лотин А. А. и др. Зондовые исследования лазерного эрозионного факела при абляции кремния в вакууме // Журнал технической физики. 2010. Т. 80. № 4. С. 59–63.

11. Анисимов С. И., Имас Я. А., Романов Г. С., Ходыко Ю. В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 272 c.

12. Лапшинов Б. А., Тимченко Н. И. Многоканальный измерительный комплекс на базе малогабаритных спектрометров высокого разрешения // Электроника: наука, технология, бизнес. 2019. № 186(5). С. 90–94. https://doi.org/10.22184/1992-4178.2019.186.5.90.94

13. Стриганов А. Р., Свентицкий Н. С. Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов. М: Атомиздат, 1966. 899 с.

Measurement of the spatial characteristics of an erosive silicon laser plasma using small-sized high-resolution spectrometers

DOI: https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-38-42
Аuthors: Boris A. Lapshinov, Nikolay I. Timchenko
Keywords: erosive laser plasma; silicon target; radiation spectrum; intensity of spectral lines

Annotation

The spatial characteristics of the erosion laser plasma are investigated. The application of small-sized spectrometers of the visible and ultraviolet ranges for recording the spectrum of plasma radiation is considered. Erosive laser plasma is formed on the surface of a silicon target under the action of pulsed laser radiation with a wavelength of 1064 nm under normal atmospheric conditions. The laser plasma torch was scanned using a movable slit diaphragm oriented parallel to the target surface. The emission of erosion laser plasma was recorded using small-size spectrometers. Based on the obtained plasma emission spectra, the dependences of the intensity of the spectral lines of silicon on the geometric position of the slit diaphragm are revealed. A comparison is made of the intensities of the spectral lines of silicon on the polished and grinded sides of the target.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46