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量薄膜的關鍵是薄膜生長過程中的工藝參數選擇與穩(wěn)定性控制。為此在薄膜生長中的工藝參數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在鎳鋅鐵氧基片上制備了Cr/Ni-Cu/Ag結構的金屬化復合薄膜，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)參數的方法。它為研究不同實驗參數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)射光譜數據。

隨著現(xiàn)代焊接技術的發(fā)展，焊接機器人等高效化生產手段得到廣泛地應用，因此對焊接質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。