La medición precisa y no perturbativa de las funciones de distribución de la velocidad iónica siempre ha sido un problema difícil en el diagnóstico de plasma a baja temperatura. El diagnóstico de fluorescencia inducida por láser (LIF) utiliza un láser continuo sintonizable con un ancho de línea extremadamente estrecho para "marcar" activamente iones en un rango de velocidad específico, y mide la relación entre la intensidad de fluorescencia y la frecuencia del centro de láser, lo que logran la resolución espacial alta y la mala de fina no propias de la función de distribución de la velocidad de la ompelcidad.
Los láseres de colorante pulsado tienen las ventajas del rango de sintonización de longitud de onda ancha, alta potencia y alta frecuencia de repetición de pulso, y se han utilizado ampliamente en campos de investigación científica como física atómica y molecular, biología y química. Sin embargo, su ancho de línea láser es relativamente amplio, lo que dificulta la realización de mediciones espectrales más precisas. En el campo del diagnóstico de plasma, los láseres de colorante pulsado a menudo se usan en el diagnóstico de fluorescencia inducida por láser plano (PLIF). El haz láser después de la expansión unidimensional del haz es incidente en el plasma, y la fluorescencia en la sección transversal se obtiene en dos dimensiones. Debido al ancho de línea láser ancho, los iones están "marcados" indiscriminadamente en el espacio de velocidad, y la distribución de intensidad de fluorescencia bidimensional corresponde a la distribución de densidad de iones. PLIF puede proporcionar evolución del perfil de densidad de iones de alta resolución.
El avanzado Grupo de Investigación de Tecnología de Diagnóstico de Plasma de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China logró la compresión y la optimización del ancho de la línea láser al agregar un sistema de cavidad externa de cavidad paralela plana a sí misma al extremo posterior de la salida del láser de colorante de pulso, y medido con éxito la función de distribución de la velocidad de ión en la descarga de cátodo de óxido de descarga de cátodas de descarga basada en este sistema.
El ancho de línea del láser de colorante de pulso antes y después de la compresión se midió mediante el método de escaneo lento punto por punto del interferómetro Fabry-Perot, como se muestra en la Figura 1. Los resultados muestran que la cavidad del plano paralelo estrecha el ancho de línea de 4GHz a 340MHz, que se encuentra con los requisitos de ancho de la línea de ancho de la línea. El sistema de cavidad paralela de plano autodidacta adicional logra un efecto de compresión de ancho de línea de un orden de magnitud. The system was successfully applied to the measurement of ion velocity distribution function of argon plasma in oxide cathode discharge, and the measurement results are shown in Figure 2. Compared with the measurement results of uncompressed laser, the measurement accuracy of ion distribution function after laser line width compression is significantly improved, and the velocity resolution reaches 200 m\/s, which is close to the measurement accuracy of láser de tinte continuo o láser semiconductor.
Mediante el uso de una cavidad paralela plana externa para comprimir el ancho de la línea láser, no solo se puede obtener un ancho de línea láser lo suficientemente estrecho para lograr una medición espectral fina, sino que también se pueden retener las ventajas originales del láser de colorante pulsado.
Basado en el mismo láser de colorante pulsado, el grupo de investigación continúa desarrollando un sistema de diagnóstico PLIF, y se espera que el mismo sistema láser pueda usarse para lograr una medición fina de la distribución de la velocidad iónica y el perfil de densidad de plasma. La aplicación exitosa de este conjunto de diagnóstico de fluorescencia inducida por láser, sin duda, ampliará en gran medida el rango de aplicación potencial de láseres de colorante pulsado en el campo de la medición espectral fina.