Espectroscopía de dos fotones de alta precisión en isótopos de hidrógeno para la medida del campo eléctrico en plasmas generados en descargas de cátodo hueco
V. González-Fernández
Descargar artículo
Información básica
Volumen
V53 - N4 / 2020 Ordinario
Referencia
51050: 1-11
DOI
http://dx.doi.org/10.7149/OPA.53.4.51050
Idioma
English
Etiquetas
Espectroscopia, láser, plasma, hidrógeno
Resumen
En esta tesis se midió la intensidad del campo eléctrico local en la zona de cátodo en una descarga decátodo hueco en régimen de glow-discharge operada en hidrógeno, en un amplio rango de presiones y corrientes para estudiar la influencia del diámetro (10 y 15 mm) y material del cátodo empleado(acero inoxidable y tungsteno). El método se basa en el estudio del efecto Stark del nivel n=2,mediante la absorción de dos fotones de 243 nm, circularmente polarizados en sentidos opuestos y en direcciones contrarias, para eliminar el efecto Doppler. Cuando el átomo se encuentra en el estado 2S, se fotoioniza modificando la impedancia del plasma, que puede ser detectada como la calda del voltaje en una resistencia (espectroscopia optogalvánica). El campo eléctrico local se determina comparando la separación de las componentes Stark con los valores teóricos.
Referencias
H. R. Griem, Principles of Plasma Spectroscopy. Cambridge University Press, (2005)
K. Muraoka and M. Maeda. Laser-Aided Diagnostics of Plasmas and Gases. IoP Publishing, Bristol,(2001)
R. W. Boyd, Nonlinear Optics. Academic Press (2003)
V. Gonzalez-Fernandez. Espectroscopia de dos fotones de alta precisión en isótopos de hidrógeno para la medida del campo eléctrico en plasmas generados en descargas de cátodo hueco. Tesis Doctoral. Universidad de Valladolid (2018)
W. Lochte-Holtegreven, Plasma-Diagnostics. Ed. North-Holland, Amsterdam (1968)
V. P. Gavrilenko, H. J. Kim, T. Ikutake, J. B. Kim, Y. W. Choi, M. D. Bowden, K. Muraoka. "Measurement method for electric fields based on Stark spectroscopy of argon atoms". Phys. Rev. E, 62, 7201. (2000)
D. Spasojević, V. Steflekova, N. M. Šišović, N. Konjević. "Electric field distribution in the cathode-fall region of an abnormal glow discharge in hydrogen: experiment and theory". Plasma Sources Sci. Technol., 21 025006 (2012).
G. S. He, S. H. Liu, Physics of Nonlinear Optics. World Scientific (1999)
K. Liu, M. G. Littman, "Novel geometry for single-mode scanning of tunable lasers", Opt. Lett., 6, 117-118 (1981)
B. Barbieri, N. Beverini, A. Sasso, "Optogalvanic spectroscopy", Rev. Mod. Phys., 62, 603 (1990)
C. Pérez, M. I. de la Rosa, K. Grützmacher. "Hollow cathode fall field strength measured by Doppler-free two-photon optogalvanic spectroscopy via Stark splitting of the 2S level of hydrogen", Eur. Phys. J. D, 56, 369-375 (2010)
M. Garcia-Lechuga, L. M. Fuentes, K. Grützmacher, C. Pérez, and M. I. de la Rosa, "Calculation of the spatial resolution in two-photon absorption spectroscopy applied to plasma diagnosis", J. Appl. Phys., 116, 133103 (2014)
V. Gonzalez-Fernandez, K. Grützmacher, C. Pérez and M. I. de la Rosa, "Experimental study of the electric field in a hollow cathode discharge in hydrogen: influence of sputtering" J. Instrum., 12, C11029 (2017)
V. Gonzalez-Fernandez, K. Grützmacher, A. Steiger, C. Pérez and M. I. de la Rosa, "Measured cathode fall characteristics depending on the diameter of a hydrogen hollow cathode discharge" Plasma Sources Sci. Technol., 26, 105004 (2017)
V. Gonzalez-Fernandez, K. Grützmacher, C. Pérez and M. I. de la Rosa, "Influence of the cathode material in the cathode fall characteristics of a hydrogen hollow cathode glow-discharge" J. Appl. Phys., 124, 033302 (2018)