等離子體光譜診斷

薄膜材料因其在多個方面的優(yōu)異性能，使得應用十分廣泛，薄膜的制備有多種方法，磁控濺射法是當今制備薄膜比較常用的一種方法。而用磁控濺射法制備出高質(zhì)量薄膜的關(guān)鍵是薄膜生長過程中的工藝參數(shù)選擇與穩(wěn)定性控制。為此在薄膜生長中的工藝參數(shù)對薄膜的各種性能影響方面做了大量探討與研究，如采用真空濺射鍍膜技術(shù)在鎳鋅鐵氧基片上制備了Cr/Ni-Cu/Ag結(jié)構(gòu)的金屬化復合薄膜，分析了濺射功率，靶基間距和濺射氣壓等工藝參數(shù)對薄膜性能的影響，并得出合適的實驗條件。

等離子體發(fā)射光譜研究是了解放電條件下氣體狀態(tài)的有效手段和用于無干擾診斷等離子體狀態(tài)參數(shù)的方法。它為研究不同實驗參數(shù)下的等離子體行為提供了一種很好的方法。通過采集射頻磁控濺射過程中等離子體發(fā)射光譜，可以計算出電子密度和電子溫度，并且能夠分析濺射功率、工作壓強等實驗參數(shù)對等離子體狀態(tài)的影響。荷蘭Avantes公司的AvaSpec-ULS2048高分辨率、多通道光纖光譜儀，波長范圍200-1100nm，光譜分辨率（FWHM）0.1nm。下圖是氮分子（N₂）的發(fā)射光譜數(shù)據(jù)。

隨著現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接機器人等高效化生產(chǎn)手段得到廣泛地應用，因此對焊接質(zhì)量檢測與控制越來越重要。焊接電弧光譜由于其自身信息量大、信噪比高、介入性小、測控精度高等特點，在一些場合得到成功應用，如利用電弧弧光信息測控TIG焊電弧的弧長，精度可達到0.2mm，與傳統(tǒng)的弧壓測控方法相比具有明顯的優(yōu)勢。電弧光譜的應用領(lǐng)域還包括：電弧防護、光譜法測定電弧的溫度場、氣體成分及濃度的測定與控制等。上述領(lǐng)域研究與電弧光譜自身輻射特性具有密切聯(lián)系，而焊接參數(shù)是焊接過程中影響電弧光譜的主要因素之一，因此對于不同焊接參數(shù)下電弧光譜輻射及其變化特點的研究非常重要。

焊接光譜信息的采集和分析系統(tǒng)使用荷蘭Avantes公司的AvaSpec-ULS3648高分辨率、多通道（可支持10個通道）光纖光譜儀，波長范圍200-1100nm，光譜分辨率（FWHM）可達0.05nm，光譜采樣間隔0.02nm。1分多光纖束保證了光譜信號采集在時間和空間上的同步性。