【微型光谱仪应用】微型光谱仪在等离子体温度测量中的应用

一、背景

       等离子体光谱温度检测是一种重要的等离子体参数诊断技术，它利用等离子体激发态粒子向低能级跃迁时发射的光谱信息来测量等离子体的温度。

二、应用概述

       光谱仪通过实时监测和分析等离子体的特性，如温度、密度等参数，可以优化工艺流程，提高产品质量，并在科学研究和工业生产中发挥重要作用。

图1

       实验过程如下，用WJD型交直流电弧源作为激发光源，采用交流电弧，电流强度为7A。使用纯铜作为激发电极，电极前端为锥状台，电极间距为0.222cm。

       使用海洋光学HR6-UV-VIS型光纤光谱仪收集电弧等离子体光谱，光纤传感探头与电极中心间距为27.3cm。如图3所示，电弧引燃使纯铜电极前端部分激发，形成等离子体光晕。光纤传感探头放置于等离子体光晕的等高位置，等离子体光晕的光谱辐射数据由光纤探头收集，并由石英光纤传输给光谱仪，利用光谱仪收集光谱数据，在计算机上进行光谱数据记录和相应的处理。利用光谱仪以1s为时间单位，记录了电弧引燃后第1～101秒的光谱数据，并对第1～51秒的数据进行了相应的计算和处理。

图2：等离子体发射光谱

图3：测试等离子体电子温度实验装置

三、实验装置

       典型配置如下：

四、结语

       本实验通过发射光谱法来测量电子温度，在氩气直流辉光放电等离子体中，通过测量发射光谱获得特定Ar线的光谱强度，使用Boltzmann图表法计算电子温度。结果表明，电子温度随放电电压和气压的增加而升高。