| Abstract | 第5-6页 |
| 摘要 | 第7-19页 |
| TABLE OF SYMBOLS | 第19-20页 |
| LIST OF ABREVIATIONS | 第20-21页 |
| 1 Introduction | 第21-31页 |
| 1.1 Effects of Physical Parameters on LA | 第21-25页 |
| 1.1.1 Laser Parameters | 第22-23页 |
| 1.1.2 Ambient Background Effects | 第23-25页 |
| 1.2 Some Prominent Applications of LA | 第25-29页 |
| 1.2.1 Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS) | 第25-27页 |
| 1.2.2 Ion Emission From Laser-produced Plasma | 第27-28页 |
| 1.2.3 Nanoparticles Generation | 第28-29页 |
| 1.3 Lasers for Simulating the Effect of Transient Energy Load on PFMs | 第29-30页 |
| 1.4 Motivation | 第30页 |
| 1.5 Organization of Dissertation | 第30-31页 |
| 2 Experimental Details | 第31-36页 |
| 2.1 Experimental Setup for Time Integrated LIBS Studies | 第31-33页 |
| 2.1.1 Sample Preparation | 第31-32页 |
| 2.1.2 Lasers | 第32页 |
| 2.1.3 Vacuum Chamber | 第32页 |
| 2.1.4 LIBS System | 第32-33页 |
| 2.1.5 SEM and Profilometer | 第33页 |
| 2.2 Experimental Setup for Plasma Imaging and Time-resolved Studies | 第33-36页 |
| 2.2.1 Nanosecond Laser | 第33页 |
| 2.2.2 Femtosecond Laser | 第33页 |
| 2.2.3 Chamber | 第33-34页 |
| 2.2.4 ICCD for Fast-gated Plasma Imaging | 第34页 |
| 2.2.5 Spectrometers for Optical Emission Spectroscopy | 第34页 |
| 2.2.6 Ion Collector | 第34-35页 |
| 2.2.7 Scanning Electron Microscope(SEM) and Profilometer | 第35-36页 |
| 3 LIBS With Different Laser Wavelengths at Reduced Pressures | 第36-55页 |
| 3.1 Background | 第36-37页 |
| 3.2 Analysis | 第37-40页 |
| 3.2.1 Electron Density | 第37-39页 |
| 3.2.2 Electron Temperature | 第39页 |
| 3.2.3 Local Thermodynamical Equilibrium(LTE) | 第39-40页 |
| 3.3 LIBS of W With Various Wavelengths of Nd:YAG Laser | 第40-46页 |
| 3.3.1 Emission Intensity | 第40-41页 |
| 3.3.2 Effect of Irradiance on Plasma Parameters | 第41-42页 |
| 3.3.3 Laser Wavelength Dependence Material Reflectivity | 第42-43页 |
| 3.3.4 Mass Ablation Rate | 第43-44页 |
| 3.3.5 Laser Plasma Absorption | 第44-45页 |
| 3.3.6 Temporal Evaluation | 第45-46页 |
| 3.4 Ambient Gases Effects on Plasma Parameters and Ablated Mo Surface | 第46-49页 |
| 3.4.1 Emission Intensity | 第46-47页 |
| 3.4.2 Effect of Background Gasses on Electron Density | 第47-48页 |
| 3.4.3 Temperature Variation | 第48-49页 |
| 3.5 Discussion | 第49-54页 |
| 3.5.1 Development of Cascade Like Growth of Density | 第50-51页 |
| 3.5.2 Surface Morphology | 第51-52页 |
| 3.5.3 Profillometery | 第52-54页 |
| 3.6 Summary | 第54-55页 |
| 4 Dynamics of Nanosecond and Femtosecond Laser-produced Plasma | 第55-83页 |
| 4.1 Introduction | 第55页 |
| 4.2 Dynamics of Nanosecond Laser Produced Plasma | 第55-68页 |
| 4.2.1 Time-resolved Emission in Vacuum and at Atmospheric Pressure | 第55-56页 |
| 4.2.2 Line Intensity and Line Broadening with Background Pressure | 第56-58页 |
| 4.2.3 SNR and SBR | 第58-59页 |
| 4.2.4 Influence of Pressure on T_e and N_e | 第59-60页 |
| 4.2.5 Plasma Shielding | 第60-61页 |
| 4.2.6 Pressure Effects on the Morphology of Crater | 第61-62页 |
| 4.2.7 Hydrodynamic Expansion of Ns Plume vs Pressure | 第62-64页 |
| 4.2.8 Shock Wave & Drag Models | 第64-65页 |
| 4.2.9 Ions Kinetic Energy | 第65-66页 |
| 4.2.10 Plume Length & Adiabatic Expansion Model | 第66-68页 |
| 4.3 Dynamics of Femtosecond Laser-Produced Plasma | 第68-74页 |
| 4.3.1 Experimental Details | 第68页 |
| 4.3.2 Hydrodynamics of Expanding Plasma | 第68-71页 |
| 4.3.4 Time-resolved Optical Emission | 第71-72页 |
| 4.3.5 S/B and S/N Ratios | 第72-73页 |
| 4.3.6 Effects of Plasma Parameters on S/B and S/N Ratios | 第73-74页 |
| 4.4 Comparison of fs and ns LA plumes | 第74-81页 |
| 4.4.1 Background Gas Collisional and Confinement Effects | 第74-76页 |
| 4.4.2 Emission Features | 第76-78页 |
| 4.4.3 Optimum of S/B Ratios for Ns and Fs | 第78-79页 |
| 4.4.4 Plasma Parameters | 第79-80页 |
| 4.4.5 Comparison of Surface Morphology | 第80-81页 |
| 4.5 Summary | 第81-83页 |
| 5 Kinetics of Particles Emission from LPP | 第83-109页 |
| 5.1 Kinetics of Ions Emission from Nanosecond LPP | 第83-95页 |
| 5.1.1 Elemental Dependent Ion Profile | 第83-84页 |
| 5.1.2 Variation in Ion Flux with Atomic Weight & Sublimation Energy | 第84-85页 |
| 5.1.3 Velocity & KE | 第85页 |
| 5.1.4 Fast & Slow Ions Emission for High-Z Elements | 第85-86页 |
| 5.1.5 Variation in Flux and K.E With Power Density | 第86-88页 |
| 5.1.6 Angle Resolved Flux of Fast & Slow Ions | 第88-89页 |
| 5.1.7 Fast Photography of Emission | 第89-90页 |
| 5.1.8 Optical Emission Time of Flight Spectroscopy | 第90-91页 |
| 5.1.9 Observation of Ionization of Background Gas at Early time | 第91-92页 |
| 5.1.10 Prompt Electron Emission From Low & High-Z Element | 第92-94页 |
| 5.1.11 Summary | 第94-95页 |
| 5.2 Nanoparticles Generation in Femtosecond LPP | 第95-109页 |
| 5.2.1 Experimental Detail | 第95-96页 |
| 5.2.2 Nanoparticles Imaging | 第96-98页 |
| 5.2.3 Black Body Emission From Nanoparticles | 第98-100页 |
| 5.2.4 Nanoparticles Temperature | 第100-102页 |
| 5.2.5 OTOF Profiles of W+~ | 第102页 |
| 5.2.6 Comparison of W With Low-Z Elements | 第102-107页 |
| 5.2.7 Summary | 第107-109页 |
| 6 Investigation of W Under ELM's Like Energy Load Using Lasers | 第109-118页 |
| 6.1 Introduction | 第109页 |
| 6.2 Experimental Detail | 第109-110页 |
| 6.3 Particles Emission | 第110-113页 |
| 6.3.1 Time Integration Particles Emission | 第110-111页 |
| 6.3.2 Time Resolved Particles Emission | 第111-112页 |
| 6.3.3 Temperature of Particles | 第112-113页 |
| 6.4 Morphology of Degraded Surface | 第113-117页 |
| 6.4.1 Ductile-to-brittle Transition & Cracks Formation | 第115-116页 |
| 6.4.2 Small Particles & Fine Grains | 第116-117页 |
| 6.5 Summary | 第117-118页 |
| 7 Conclusion & Outlook | 第118-121页 |
| 8 Abstract of Innovation Points | 第121-122页 |
| 9 创新点摘要 | 第122-123页 |
| References | 第123-140页 |
| Published Academic Papers During PhD Period | 第140-142页 |
| Acknowledgement | 第142-143页 |
| About the Author | 第143-145页 |
