等离子体光谱诊断

薄膜材料因其在多个方面的优异性能，使得应用十分广泛，薄膜的制备有多种方法，磁控溅射法是当今制备薄膜比较常用的一种方法。而用磁控溅射法制备出高质量薄膜的关键是薄膜生长过程中的工艺参数选择与稳定性控制。为此在薄膜生长中的工艺参数对薄膜的各种性能影响方面做了大量探讨与研究，如采用真空溅射镀膜技术在镍锌铁氧基片上制备了Cr/Ni-Cu/Ag结构的金属化复合薄膜，分析了溅射功率，靶基间距和溅射气压等工艺参数对薄膜性能的影响，并得出合适的实验条件。

等离子体发射光谱研究是了解放电条件下气体状态的有效手段和用于无干扰诊断等离子体状态参数的方法。它为研究不同实验参数下的等离子体行为提供了一种很好的方法。通过采集射频磁控溅射过程中等离子体发射光谱，可以计算出电子密度和电子温度，并且能够分析溅射功率、工作压强等实验参数对等离子体状态的影响。荷兰Avantes公司的AvaSpec-ULS2048高分辨率、多通道光纤光谱仪，波长范围200-1100nm，光谱分辨率（FWHM）0.1nm。下图是氮分子（N₂）的发射光谱数据。

随着现代焊接技术的发展，焊接机器人等高效化生产手段得到广泛地应用，因此对焊接质量检测与控制越来越重要。焊接电弧光谱由于其自身信息量大、信噪比高、介入性小、测控精度高等特点，在一些场合得到成功应用，如利用电弧弧光信息测控TIG焊电弧的弧长，精度可达到0.2mm，与传统的弧压测控方法相比具有明显的优势。电弧光谱的应用领域还包括：电弧防护、光谱法测定电弧的温度场、气体成分及浓度的测定与控制等。上述领域研究与电弧光谱自身辐射特性具有密切联系，而焊接参数是焊接过程中影响电弧光谱的主要因素之一，因此对于不同焊接参数下电弧光谱辐射及其变化特点的研究非常重要。

焊接光谱信息的采集和分析系统使用荷兰Avantes公司的AvaSpec-ULS3648高分辨率、多通道（可支持10个通道）光纤光谱仪，波长范围200-1100nm，光谱分辨率（FWHM）可达0.05nm，光谱采样间隔0.02nm。1分多光纤束保证了光谱信号采集在时间和空间上的同步性。