Методика цифрової обробки оптичних спектрiв плазми магнетронного розряду
Анотація
Для вирiшення актуальних задач, пов’язаних з розробкою теорiї магнетронного розряду та розширенням областi його практичного застосування, в роботi запропонована цифрова методика реєстрацiї та обробки спектрiв свiтiння плазми розряду. Для отримання спектрiв свiтiння плазми розряду використовувалась фотографiчна методика, яка дозволяла одночасно реєструвати весь спектр випромiнювання в областi 390.0÷700.0 нм. Додатковою перевагою даної методики є можливiсть вiдслiдковувати просторовi змiни складу та властивостей плазми в розрядi в обраному напрямку. Для реєстрацiї оптичного сигналу в роботi використовувалась цифрова камера Canon EOS 80D з вiддаленим керуванням. Для обробки цифрових знiмкiв спектрiв свiтiння плазми розряду створено графiчний застосунок OSA. В роботi наведено опис функцiональних можливостей даного застосунку:
визначення довжини хвилi спектральної лiнiї та її приналежностi певному хiмiчному елементу; вимiрювання просторового розподiлу iнтенсивностi спектральної лiнiї вздовж обраного напрямку реєстрацiї випромiнювання. Визначення довжини хвилi спектральної лiнiї в застосунку можливо в двох режимах роботи – автоматичному та ручному. В першому режимi за розробленим в роботi алгоритмом визначається довжина хвилi для усiх спектральних лiнiй, iнтенсивнiсть яких на висотi 10%вiд нижньої
межi спектру перевищує фонове значення. Другий режим дозволяє самостiйно обрати окрему спектральну лiнiю або декiлька для визначення їх довжин хвиль. Перший режим використовується для швидкого аналiзу, другий дозволяє провести визначення довжини спектральної лiнiї з бiльшою точнiстю. Для iнтерпретацiї спектральних лiнiй в роботi використано методику реперних лiнiй з баз табличних даних спектральних лiнiй для рiзних елементiв. Забезпечена можливiсть як повної автоматичної перевiрки, де вiдбувається послiдовний перебiр всiх елементiв, так i вибiркової – за одним або декiлькома елементами. В роботi показано, що просторовий розподiл iнтенсивностi спектральних лiнiй вольфраму, а, отже, й збуджених атомiв в магнетронному розрядi, є складною функцiєю вiдстанi вiд катоду, яка залежить вiд параметрiв розряду. Запропонована цифрова методика дає можливiсть iстотно прискорити процес отримання фiзичної iнформацiї та пiдвищити точнiсть у визначеннi параметрiв спектра.
Завантаження
Посилання
Yong Hua, Chaozheng Zhou, Yanhuai Li, Liuquan Yang, and Zhongxiao Song, Corrosion Science, 196, 110020 (2022), https://doi.org/10.1016/j.corsci.2021.110020.
Hicham Larhlimi, Anas Ghailane, Mohammed Makha, and Jones Alami, Vacuum, 197, 110853 (2022), https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110853.
Muhammad Qadir, Yuncang Li, and Cuie Wen, Acta Biomaterialia, 89, 14 (2019), https://doi.org/10.1016/j.actbio.2019.03.006
W.D. Sproul, M.E. Graham, M.S. Wong, S. Lopez, and D. Li, Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum, Surfaces and Films, 13, 1188 (1995), https://doi.org/10.1116/1.579859
G. Wisz, P. Sawicka-Chudy, A. Wal, P. Potera, M. Bester, D. P loch, M. Sibi´nski, M. Cholewa, and M. Rusza la, Applied Materials Today, 29, 101673 (2022),https://doi.org/10.1016/j.apmt.2022.101673
U. Fantz, Plasma Sources Sci Technol., 15, S137 (2006), https://doi.org/10.1088/0963-0252/15/4/S01
X.M. Zhu, and Y.K. Pu, J. Phys. D. Appl. Phys., 43, 403001 (2010), https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/40/403001
A. Murmantsev, A. Veklich, V. Boretskij, A. Shapovalov, and A. Kalenyuk, Plasma Physics and Technology, 6, 87 (2019), https://doi.org/10.14311/ppt.2019.1.87
Himanshu Mishra, Milan Tich´y, and Pavel Kudrna, Vacuum, 205, 111413 (2022), https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111413
Eisuke Yokoyama, Masaomi Sanekata, Nobuo Nishimiya, Masahide Tona, Hiroaki Yamamoto, Keizo Tsukamoto, Kiyokazu Fuke, Keijiro Ohshimo and Fuminori Misaizu, Jpn. J. Appl. Phys., 62, SL1008 (2023), https://doi.org/10.14311/ppt.2019.1.87
I.A. Afanasieva, S.N. Afanasiev, N.A. Azarenkov, V.V. Bobkov, V.V. Gritsyna, Yu.E. Logachev, I.I. Okseniuk, A.A. Skrypnyk, D.I. Shevchenko, and V.M. Chornous, Problems of Atomic Science and Technology, 2, 164 (2019), https://vant.kipt.kharkov.ua/TABFRAME1.html
I.A. Afanasieva, S.N. Afanasiev, V.V. Bobkov, V.V. Gritsyna, D.R. Drozdov, Yu.E. Logachev, A.A. Skrypnyk, and D.I. Shevchenko, Problems of Atomic Science and Technology, 4, 35 (2019), https://vant.kipt.kharkov.ua/TABFRAME1.html
I.A. Afanasieva, V.V. Bobkov, V.V. Gritsyna, Yu.E. Logachev, I.I. Okseniuk, A.A. Skrypnyk, and D.I. Shevchenko, Vacuum, 149, 124 (2018), https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2017.12.027
V.I. Malyshev, Vvedenie v jeksperimental’nuju spektroskopiju. (Nauka, Moskva, 1979), pp. 480.
Mark Lutz, Learning Python, Fifth Edition. (“O’Reilly Media”, 2013), pp. 1594.
Авторське право (c) 2024 Iнна Афанасьєва, Сергiй Афанасьєв, Валентин Бобков, Валентина Грицина, Анатолiй Скрипник
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
