| 研究概要 |
高速周波数掃引レ-ザ-分光法は,数マイクロ秒の長パルス色素レ-ザ-の発振時間内にその発振周波数を直線的に掃引し,一発のレ-ザ-ショットで瞬時に中性原子の蛍光励起スペクトルを得る方法で,これまで,金属原子の速度分布計測,プラズマ装置内の局部磁界計測,水素原子の温度計測など一部実機計測も行なってきた。
そこで本法を反応性プラズマ内の粒子速度分布関数や電界計測に適用するため,まず,プラズマ状態で盛んに化学反応が起こっている燃焼現象を対象とし,火炎中のOHラジカル分子を用いたレ-ザ-蛍光法による燃焼温度の瞬時計測を行なった。その結果,BBO非線形結晶により発生した第2高調波(〜310nm)でOH分子を励起し,5チャンネルの光ファイバ-を用いて蛍光を観測することにより,一発のレ-ザ-ショットで燃焼火炎中の温度の空間分布を瞬時(10マイクロ秒以内)に計測でき,爆発燃焼にも適用できることがわかった。また,問題点として,測定精度を向上させるために振動回転準位の選択とレ-ザ-パワ-の増加が重要であること,波長同定の簡素化が必要であることがわかった。また,多チャンネル計測におけるデ-タの能率的な処理システムが必要であることがわかった。つぎに,RFマグネトロンスパッタリングで生じた鉄原子の速度分布関数計測への適用可能性を検討するため,通常の色素レ-ザ-のくり返し測定により1デ-タに数分かけて蛍光スペクトルを計測した。その結果,鉄タ-ゲットからの位置が平均自由行程に等しくなると熱化により速度分布関数はトンプソン分布からマックスウェル分布へ移行することがわかった。これに本法を適用するには,レ-ザ-のスペクトル幅を1pm以下に狭帯域化し,第2高調波のパワ-を向上させる必要があることがわかった。
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