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近年来,随着超快激光技术的日趋成熟,对于超快动力学过程的时间分辨探测研究成为了国际上的研究热点,也被广泛的应用于各种超快过程的检测和诊断。因此,对原子激发态动力学过程的检测,以及搭建一套稳定、高精度的时间分辨光谱测量系统具有非常重要的意义。 本论文在时间分辨光谱测量技术和激光诱导等离子体技术的基本理论指导下,搭建了飞秒激光-铜等离子体时间分辨测量实验系统,并设计了一系列的实验研究飞秒激光诱导铜等离子体发射光谱的演化,通过这些实验,我们获得了理想的实验结果,证明了我们所建立的系统的有效性,同时也诊断了Cu激发态演化的动力学过程。本论文主要完成了以下几个方面的内容: 1.搭建了飞秒激光-铜等离子体时间分辨测量实验系统和控制程序,并实现了系统各仪器之间皮秒量级的精确同步; 2.介绍了Cu原子激发态5s4D7/2的能级跃迁过程,以及不同偏振态的飞秒激光对等离子体演化过程的影响。通过对Cu等离子体发射光谱Cu-Ⅰ和Cu-Ⅱ的时间分辨测量,得到了Cu激发态5s4D7/2动力学演化过程。发现Cu-Ⅰ和Cu-Ⅱ谱线分别出现在t=40和t=65 ns,而且连续谱强度在t=20 ns达到最大,这些都不随激光强度发生变化。谱线的寿命随激光强度线性变化,等离子体中电子密度最大达到2.9×1018 cm-3,电子温度为8000 K~4500 K; 3.通过圆偏振飞秒激光诱导等离子体的实验发现,相同强度的圆偏振飞秒激光作用与线偏振的相比,谱线Cu-Ⅰ和Cu-Ⅱ的强度、寿命、展宽和频移都增大了,通过计算发现电子密度(4.5×1018cm-3)和温度(9500K~5000K)也变大了。而椭圆偏振飞秒激光作用下谱线的强度随着椭偏率的增大而升高,线偏振(椭偏率为0)时最小,圆偏振(椭偏率为1)时最大; 4.在系统中加入延迟光路,测量了双脉冲作用下谱线的强度演化,发现在双脉冲间隔为2 ns~4 ns时谱线的强度是减弱的,但是谱线的频移和展宽不发生变化。