Použití laseru pro studium reaktivního plazmatu

Bc. Jan Voráč, Ph.D.

Master's thesis

Laser-induced resonance fluorescence as a diagnostic technique in reactive plasmas

Abstract:

Předložená práce shrnuje zkušenosti z výstavby dvou podobných experimentů zaměřených na laserovou diagnostiku nízkotlakého výboje. První experiment vznikal na INP v německém Greifswaldu. Bylo navázáno na práci Shrouk El-Ashry, jež v rámci dizertace prováděla laserovou diagnostiku na výboji ve čpavku s cílem m.j. zjistit závislost populace molekul amidogenu na různých proměnných. Vzhledem k delšímu časovému odstupu musel být experiment vystavěn znovu téměř od základu. V této práci je experiment po částech podrobně popsán a v posledních kapitolách druhé části je detailně navržen postup vedoucí k reprodukovatelným výsledkům. Několik málo výsledků je prezentováno a velmi stručně diskutováno. Druhý experiment vznikal na ÚFE v Brně. Zde bylo naším cílem uvést do provozu nově zakoupený aparát a otestovat jej na měření koncentrací atomů dusíku a vodíku. Třetí část detailně popisuje jednotlivé části experimentu, rozebírá jejich možnosti a omezení a navrhuje postup, který by měl vést k získání reprodukovatelných výsledků. Vzhledem k opakovaným technických závadám na zakoupeném aparátu se nepodařilo postup v celku ověřit před termínem odevzdání práce.

Abstract:

Details of two similar experiments focussed on laser diagnostics of low-pressure discharges are presented. The first experiment was bilt up at INP in Greifswald, Germany. A preceding work of Shrouk El-Ashry was taken into account. Her task was, among others, to perform laser diagnostics on a discharge in ammonia and measure the density of amidogen molecules as a function of different variables. The experiment was longer time not in use and it was necessary to build it up again starting at the very begining. The experimental set-up is described in detail and a method to obtain reproducable results is introduced. A few results are presented and briefly discussed. The second experiment was built in Brno, Czech Republic. The task was to put a new bought apparatus into operation and prove its function on measuring densities of nitrogen and hydrogen atoms in a low-pressure plasma afterglow. The third part of the thesis describes the devices, their abilities and limitations and suggests a method to obtain reproducable results. Due to repeated technical failures of the devices covered by warranty, the reproducibility could not be approved before the deadline.

Keywords

laserem indukovaná fluorescence, dusík, amidogen, čpavek, plazma, diagnostika plazmatu, barvivový laser, neodymiový laser, laser-induced fluorescence, nitrogen, ammonia, plasma, diagnostics, dye laser, Nd, YAG laser

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2010
• Supervisor: prof. Mgr. Petr Vašina, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Plasma Physics