Caracterización espectroscópica de la configuración 3p54s en un plasma de argón generado por microondas a presión atmosférica

Abstract

En este trabajo de Tesis se ha desarrollado un método de medida experimental para obtener el valor de la densidad de los estados 3p54s del argón en un plasma generado por microondas a presión atmosférica, aplicando el fenómeno de autoabsorción que experimentan las líneas espectrales emitidas por el propio plasma en su recorrido por la descarga, sin necesidad de utilizar una fuente externa de radiación.

En esta configuración del aragón encontramos dos estados metaestables y dos estados resonantes. Los estado smetaestables se caracterizan porque no están conectados radiativamente con el estado fundamental, lo que unido al valor de su energía y a la características intrínsecas de estos niveles tales como su elevado tiempo de vida media, les confieren un comportamiento especial en la descarga, jugando un papel muy importante en las numerosas aplicaciones industriales de las mismas. Conocer su densidad es imprescindible para la correcta puesta en práctica de dichas aplicaciones. Los estados resonantes si están conectados radiativamente con el estado fundamental, pero la pequeña diferencia de energía existente entre los cuatro niveles de esta configuración da lugar a que se encuentren interconectados entre sí, por lo que presentan un comportamiento similar y puden ser caracterizados com "pseudometaestables".

Las líneas espectrales que son emitidas por el propio plasma y que caen a estos niveles (que a presión atmosférica se ajustan a un perfil Voigt) pueden verse afectadas por el fenómeno de autoabsorción, ya que la radiación va encontrandos a su paso por la descarga partículas de la misma naturaleza que aquellas que han emitido la radiación. Esta autoabsorción, que puede ser cuantificada experimentalmente, y unida al valor de determinados parámetros estudiados, tales como el coeficiente de amortiguamiento de las líneas espectrales, nos llevan directamente a la densidad de los átomos responsables de la autoabs.