【摘要】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技術(shù)由于具有遠(yuǎn)程檢測(cè)、快速分析等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用,但目前仍存在靈敏度偏低、精密度較差等不足。為探索有效提高LIBS技術(shù)分析檢測(cè)靈敏度以及精密度的方法,本文采用不同脈沖寬度、激光能量以及不同波長(zhǎng)的激光在低氣壓下誘導(dǎo)激發(fā)合金及土壤等離子體光譜,通過(guò)分析光譜的信背比、線寬、自吸收現(xiàn)象、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差以及等離子體特性、校準(zhǔn)曲線、檢出限等,研究了低氣壓對(duì)激光誘導(dǎo)合金及土壤等離子體的光譜特性及其精密度的影響。一方面,采用調(diào)Q激光(脈寬8ns)以及兩個(gè)長(zhǎng)脈寬(500μs、80μs)激光作為激發(fā)光源,研究了低氣壓對(duì)三種脈寬激光誘導(dǎo)合金等離子體光譜特性及精密度的影響,結(jié)果表明適當(dāng)?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對(duì)三種脈寬激光誘導(dǎo)合金等離子體光譜均具有明顯的增強(qiáng)和改善作用。與常壓下相比,在適當(dāng)?shù)牡蜌鈮合碌入x子體光譜信背比顯著增大,譜線線寬明顯減小,譜線精密度明顯提高,自吸收現(xiàn)象明顯減弱,校準(zhǔn)曲線擬合度提高。低氣壓對(duì)脈寬8ns激光(532nm)誘導(dǎo)激發(fā)合金等離子體光譜的改善和增強(qiáng)作用最為明顯:與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下相比,在氣壓5.0×10~4Pa下,兩種能量(100mJ、40mJ)下譜線信背比分別增大了11.23和12.62倍;譜線的線寬達(dá)常壓下線寬的19%、20%;譜線強(qiáng)度的RSD分別減小了53%、77%。在氣壓8.0×10~4Pa下,采用脈寬8ns激光(1064nm)測(cè)定合金中Fe元素的校準(zhǔn)曲線擬合系數(shù)達(dá)到0.9692,提高了15%。另一方面,采用脈寬8ns以及脈寬500μs激光(1064nm)作為激發(fā)光源,研究了低氣壓對(duì)激光誘導(dǎo)土壤等離子體光譜特性及精密度的影響,結(jié)果表明適當(dāng)?shù)牡蜌鈮簩?duì)納秒激光誘導(dǎo)土壤等離子體光譜具有明顯的增強(qiáng)和改善作用。與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下相比,在氣壓8.0×10~4Pa下,納秒激光誘導(dǎo)土壤中Pb等離子體光譜信背比增大了1.69倍,電子密度增加了4.2%,譜線精密度提高了68%,校準(zhǔn)曲線擬合度增加,檢出限降低了40%,達(dá)到57.27mg/kg。而低氣壓對(duì)長(zhǎng)脈寬(500μs)激光誘導(dǎo)激發(fā)土壤等離子體光譜的精密度有明顯的改善作用,其中土壤中Ca等離子體譜線RSD在氣壓1.0×10~4Pa下達(dá)到最小,三條Cr等離子體譜線RSD在氣壓1.0×10~3Pa下達(dá)到最小,分別降低了66%、31%、31%、32%。研究表明,適當(dāng)?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對(duì)激光誘導(dǎo)等離子體光譜具有明顯的增強(qiáng)作用,顯著改善光譜質(zhì)量,同時(shí)有效提高LIBS技術(shù)的檢測(cè)靈敏度,改善元素分析檢出限以及增加光譜定量分析的準(zhǔn)確度和精密度。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN249
【圖文】：

圖 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.2.1 LIBS experimental setup口入射到真空腔中，經(jīng)過(guò)透鏡聚焦到樣面法線的 45 度角方向運(yùn)用采集器采集譜號(hào)通過(guò)光纖耦合到光譜儀，經(jīng)過(guò)光譜儀的計(jì)算機(jī)顯示出光譜信號(hào)。實(shí)驗(yàn)使用計(jì)算機(jī)，采集光譜信號(hào)的延時(shí)和門(mén)寬由 ICCD 內(nèi)于真空腔內(nèi)的可控旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，以保證個(gè)氣壓下多個(gè)位置的光譜數(shù)據(jù)平均后作置采集多次光譜數(shù)據(jù)，累加或平均后作備工大學(xué)校園內(nèi)的自然土壤作為土壤樣品用 100 目的篩子篩選出較小的顆粒

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2715400