等离子体发射光谱

等离子体光谱是指等离子体从红外到VUV发射的电磁辐射光谱。

资源

它包含了大量关于等离子体复杂原子过程的信息。利用光谱原理、实验技术和等离子体理论模型对等离子体光谱进行测量和分析具有重要意义。

包括

等离子体光谱主要是线性的和连续的。当等离子体中的中性原子和离子从高能能级的激发态转移到低能能级时，会产生线性谱；②在电子从高能能级跃迁到低能能级逃逸出等离子体之前光子的再吸收量被重新吸收。然而，谱线的总强度与电子和离子的密度和温度有关，每一条谱线都有其强度分布规律。因此，结合光谱模型中的理论模型和原子数据，通过测量谱线的强度，可以得到电子和离子的密度和温度。根据多普勒效应，等离子体的宏观速度可以由谱线波长的偏移来确定。当电子在其他粒子的势场中加速或减速时，就会产生连续的谱。连续谱强度测量也可获得电子密度和温度的数据。

改变

随着等离子体温度的升高，当达到10℃以上时，原子的外部电子逐渐剥离形成各种离子态的离子，如C IV、CV、O VI、n V、Fe Xi x、Ti Xi x（I为中性原子，II，III，IV损失1，2，3）的一个电子外层。这些高电离离子的线性谱主要在远紫外波段。在连续谱情况下，当温度升高时，最大发射强度向短波方向移动；对于聚变高温等离子体，其工作物质为氢，同位素为氘和三种，但不可避免地会含有一些杂质，如C、O、Fe，Ti、Mo、W等元素的温度已达到10度以上。这些杂质离子的光谱大多在真空紫外和X射线波段。分析时间非常重要。比较了高阶重杂质电离线的位置和位置。他们的强度。研究等离子体参数的测量、传输过程和在如此高的温度下的辐射损耗是非常重要的。特别是分析氢离子和氦离子的线强度更为有用，因为这些离子的原子数据相对完整。

形状

等离子体光谱的另一个重要方面是光谱线的形状或轮廓。谱线不是“线”，而是具有一定宽度的等高线。在等离子体光谱中，线展宽的机理非常复杂。多普勒效应和斯塔克效应是影响多普勒效应的两个重要因素。等离子体中的各种粒子都处于随机热运动状

态，它们相对于观察者有不同的方向和速度，这将产生多普勒频移。因此，发射光谱线不再是“线”，而是根据一定的波长分布，即谱线“拓宽”，即多普勒拓宽。多普勒展宽与离子速度分布有关。如果离子的速度是麦克斯韦分布，则与离子温度有关。多普勒展宽是测量高温等离子体中离子温度的常用方法。

其中k是Boltzmann常数，Ti是离子温度，a是原子或离子的原子量，λ是半高时线轮廓的宽度。计算中应扣除其他因素引起的加宽。

影响

另一个重要角色是一个独特的角色。等离子体中的每个发光粒子都在被带电的其他粒子产生的电场中。由于电场的作用，粒子发射的光谱被分裂，这是一种斯塔克效应。分裂与等离子体中粒子密度有关。带电粒子产生的微电场非常复杂，会产生各种不同的分裂，叠加会导致谱线展宽和斯塔克展宽。在低温（几电子伏）和高密度（大于10τm）的等离子体中，斯塔克展宽通常用于测量电子密度。指出，斯塔克加宽线剖面的半最大宽度与之成正比，而NE是等离子体的电子密度。