本文以脉冲激光烧蚀(PulsedLaserAblation，PLA)等离子体为主要研究对象，通过对PLA等离子体光谱的测量分析，考察PLA等离子体的时空演变，了解纳秒和飞秒PLA等离子体的若干特性，探讨相关的薄膜沉积过程和机理。本文的内容可以分为三个部分： 1. 以金属铜为靶材料，研究纳秒(5ns)和飞秒(100fs)脉冲激光烧蚀等离子体的特性；2．考察在电子回旋共振(ElectronCyclotronResonance，ECR)氩等离子体和ECR氮等离子体中脉冲激光对石墨靶烧蚀所引发的PLA碳等离子体光谱的时空演变，研究PLA碳等离子体分别在ECR氩等离子体和ECR氮等离子体中的时空行为；3．测量和分析在ECR氮等离子体中脉冲激光对B4C靶烧蚀所引发的等离子体的光谱。其中后两部分的工作是基于为相应的类金刚石(DLC)、氮化碳(CNx)和硼碳氮(BCN)薄膜的沉积制备的过程和机理的研究提供参考。 利用高强度的脉冲激光对材料烧蚀，可获得瞬变的PLA等离子体。PLA等离子体中含有丰富的处于不同能量状态的荷电粒子和中性粒子，包括原子、分子、离子及团簇等，因此它还为原子、分子、离子、团簇等及相关研究提供了一个良好场所。近几年，脉冲激光烧蚀技术在薄膜沉积、表面处理、成分分析等方面得到了直接而成功的应用。因此，对于PLA等离子体的研究在理论和应用方面都具有重要意义。用光谱方法观察和分析PLA等离子体的光发射是考察PLA等离子体和其中发光粒子的非干扰的实验研究方法。 采用空间分辨和空间积分的手段，对激光烧蚀铜靶产生的铜等离子体光谱及时空特性进行了观察，考察了等离子体的产生和演变，了解了不同能量状态的等离子体成分在空间分布和时间演化方面的若干行为。这部分工作的重点放在比较飞秒激光和纳秒激光的PLA等离子的时空行为的差别，从而讨论其不同的产生机制。 强脉冲激光烧蚀石墨靶也引起了人们广泛的兴趣，特别是用以PLA为基础的泳冲激光沉积(PulsedLaserDeposition，PLD)方法制备DLC薄膜、CNx薄膜、BCN薄膜、c纳米管和CNx纳米管等材料。所制备的材料的结构和性质与激光烧蚀的条件有密切的关系，激光烧蚀和材料制备的环境是其中影响材料生长及其结构和性质的一个重要因素，同时也是控制材料生长、改变材料结构和性质的一个条件。所在研究小组利用ECR氩等离子体辅助PLD方法开展了DLC薄膜制备和研究工作，发现所制得的薄膜在结构和性质上与没有ECR等离子体辅助所制备的薄膜有很大的差异。本文利用光谱法分析研究制备过程中PLA碳等离子体的演变及ECR等离子体它的影响，希望能为DLC薄膜制备机理的研究提供参考。在真空或者低气压氩气环境中，PLA碳等离子体光谱是由碳的原子和离子谱线占主导地位。在ECR氩等离子体中，随着PLA碳等离子体的演变，光谱由初始阶段的碳原子和离子谱线为主导逐渐演变为c2谱带占主导地位。光发射谱的不同揭示了在不同环境中作为先驱物的气相物质种类的不同，进而影响所制备的薄膜的结构和性质。还发现c2Swan谱系和c2DeslandresDAzembu．ja谱系在空间分布上存在着差异。 CNx薄膜持续几十年为国际上的研究热点。所在研究小组利用ECR氮等离子体辅助PLD的方法合成制备了高氮含量的CNx薄膜，其中ECR氮等离子体的辅助有效地提高膜层中的氮含量。本文利用光谱法考察PLA碳等离子体在ECR氮等子体中演变过程，发现光发射谱中含有很强的CNVioletSystem谱带，CN光谱出现于等离子体演变后期，并且主要位于衬底附近。说明在PLA碳等离子体演变后期，由于PLA碳等离子体与鞘层中大量的活性N作用的结果在衬底附近形成了大量的CN分子，这也许是ECR氮等离子体的辅助有效地提高氮含量因素之一。 除了DLC、CNx等外，其它的碳基化合物如Bc、BCN等作为硼碳氮系中的重要成员近年广受关注。本文的第五章中结合ECR氮等离子体辅助PLD的方法合成制备BCN薄膜工作，研究脉冲激光烧蚀B4C靶所引发的等离子体在ECR氮等离子体中演变。在低气压氮气和ECR氮等离子体中，观察到明显的CNVioletSystem谱系，而碳和硼的离子谱线相对真空来说弱了很多。