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对固体或液体的脉冲激光烧蚀(Pulsed Laser Ablation,简称PLA)可以产生超饱和度、高电离度、高速膨胀的瞬变PLA等离子体。本文主要利用光谱诊断法研究了PLA等离子体与不同背景气氛间的相互作用,包括PLA等离子体与低气压背景气氛(约4×10-2Pa)和其与大气背景气氛的相互作用两部分。对气体的电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,简称ECR)微波放电可以产生高密度、高电离度、低工作气压、大体积均匀的ECR等离子体。在对气体ECR微波放电的环境中对固体进行脉冲激光烧蚀可以同时产生ECR等离子体和PLA等离子体,产生的这两个等离子体之间将发生强烈的相互作用,引发新的物理和化学过程。我们把ECR微波放电和脉冲激光烧蚀相结合、利用ECR等离子体和PLA等离子体之间的相互作用,已经成功地应用于多种化合物材料的制备。在本工作中利用时间和空间分辨的等离子体光谱测量和分析方法研究了ECR等离子体和PLA等离子体之间的相互作用。主要考察了N2气ECR微波放电和A1靶PLA所产生的ECR氮等离子体和PLA铝等离子体之间的相互作用。结果表明,高速膨胀的PLA等离子体不但使得原本时间上稳定、空间上均匀的ECR氮等离子体不再保持其稳定性和均匀性,还极大地增强了ECR氮等离子体活性,而ECR氮等离子体对瞬态PLA等离子体的作用则使得后者中部分成分的发光持续时间明显延长,也即PLA等离子体在ECR等离子体中高速膨胀时所发生的相互作用导致它们彼此间的激发增强。此外,还通过双原子分子光谱的拟合,确定了氮分子离子的转动温度和振动温度,并和只有ECR氮等离子体单独存在时的氮分子离子转动温度和振动温度进行了比较,发现ECR氮等离子体和PLA等离子体之间的相互作用使得氮分子离子的转动温度和振动温度大大提高。激光诱导击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)是一种应用广泛的通过光学手段获取材料元素成分的分析方法。为进一步提高其探测灵敏度,我们探索了对激光诱导等离子体进行空间限制以使其发射光谱增强的方法。在大气环境下,当空间限制挡板位于靶面正前方时,脉冲激光烧蚀碳靶产生的CN分子的发射光谱在特定时间段上发生增强,CN分子的转动温度也同时升高。随着挡板与靶面间距离的增加,CN分子发射光谱增强出现的时间也有所延迟且增强程度有所降低。我们利用光偏折(Probe Beam Deflection,简称PBD)技术对脉冲激光烧蚀靶面产生的冲击波和羽状等离子体的传输特性进行了观察,结果表明,被挡板反射回的冲击波到达靶面附近的时间与靶面附近等离子体发射光谱增强出现的时间相一致.据此推断,被空间限制挡板反射的冲击波对脉冲激光烧蚀产生的羽状等离子体产生了压缩,使得靶面附近处于激发态的CN分子浓度升高,与此同时,粒子间的碰撞几率和反应速率也有所上升,从而产生了更多的处于激发态的CN分子,使得CN分子的发射光谱得到增强,转动温度提高。