检测原子氧和其电子连贯性衰变使用时间解析的超快连贯拉曼散射
Timothy Y Chen1, Christopher J Kliewer2
1Applied Materials Inc., Santa Clara, California 95051, USA.
我们使用连贯抗斯托克斯拉曼散射 (CARS) 检测了原子氧,并测量了它在火焰和等离子体中的电子连贯衰变. 这种方法增强了信号检测,并提供了对反应性环境中的原子氧行为的见解.
科学领域:
- 频谱学是一种光谱学.
- 物理化学 物理化学
- 等离子体物理学的物理学
背景情况:
- 原子氧是燃烧和等离子体过程中的关键反应物种.
- 准确检测和描述原子氧是理解这些环境的必要条件.
- 现有的原子氧探测方法在灵敏度和范围上可能受到限制.
研究的目的:
- 报告原子氧的检测,使用时间解析的杂交femtosecond/picosecond连贯抗斯托克斯拉曼散射 (CARS).
- 在火焰和低温等离子体中对原子氧的电子拉曼连贯衰变进行定量测量.
- 增强用于原子氧检测的信号噪声比 (SNR),并改善与分子氧信号的对比度.
主要方法:
- 使用时间分辨率混合的femtosecond/picosecondCARS光谱学.
- 在旋转轨道之间使用拉曼过渡,与原子氧的三重基态相结合.
- 在H2/O2/Ar扩散火焰和O2/Ar脉冲等离子体放电中生成原子氧.
- 测量的一致性衰减为O ((3P2) -O ((3P1) 和O ((3P2) -O ((3P0) 拉曼过渡.
主要成果:
- 成功检测到原子氧气,并测量了其电子拉曼连贯衰变.
- 观察到特定原子氧的单指数衰变 拉曼过渡.
- 获得原子氧的拉曼线宽在等离子体中的压力范围和火焰中的大气压力.
- 通过利用电子三重连贯击中,通过利用电子三重连贯击中,实现了高达七倍的增强原子氧SNR.
- 发现振动激发对二原子分子旋转CARS转换的脱相率的影响最小.
结论:
- 时间分辨率混合的femtosecond/picosecond CARS是有效的检测原子氧和测量其连贯性衰变.
- 该技术提供了有关原子氧线宽和火焰和等离子体中脱相动态的宝贵数据.
- 利用连贯性击球显著提高SNR,使得更敏感的原子氧探测.
- 结果支持这样的假设,即振动激发不会影响二元原子分子旋转CARS脱相.
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