Análisis del plasma de cobre producido por ablación láser mediante espectroscopia de emisión óptica

Abstract

En este trabajo se presentan las mediciones de los parámetros del plasma de cobre en presencia de aire a presión y temperatura ambiente, producido por un láser Nd:YAG en su armónico fundamental (1064 nm) y segundo armónico (532 nm) con su máxima energía de 200 mJ y 100 mJ, respectivamente. La radiación del plasma fue estudiada mediante espectroscopia de emisión óptica y las imágenes de la pluma fueron capturadas por una cámara CCD. Se obtuvo el espectro de emisión del cobre en el rango de 400-800 nm. Las líneas de emisión de cobre neutro (CuI) son dominantes en el rango barrido. Para la estimación de la Temperatura electrónica, Se usó el método de Boltzmann de intensidades relativas, para lo cual se utilizó las líneas de CuI, identificadas en el rango espectral de 500-600 nm, mientras que la densidad electrónica se determinó a partir del ancho a media altura de la línea de 510.55 nm. El mayor valor de la temperatura alcanzado para el armónico fundamental es de 9871.6 K y para el segundo armónico 10103 K. También se estudió el perfil espacial de la densidad electrónica del plasma donde se obtuvo su mayor valor sobre la superficie del blanco. Por último se estudió la velocidad de expansión de las especies en la pluma, las cuales alcanzan su máxima velocidad de expansión a una distancia de 1 mm desde la superficie del blanco. Las mediciones fueron comparadas con experimentos publicados y fue encontrada una concordancia con la teoría del equilibrio termodinámico local.