【摘要】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced breakdown spectroscopy),簡(jiǎn)稱LIBS,是一種元素分析技術(shù)。這一技術(shù)基于激光燒蝕,通過高功率脈沖激光對(duì)樣品進(jìn)行燒蝕,在樣品表面產(chǎn)生等離子體,然后通過探測(cè)器探測(cè)等離子體的發(fā)射光譜。LIBS有許多顯著的優(yōu)勢(shì),比如檢測(cè)過程可以在短時(shí)間內(nèi)完成、樣品只需要簡(jiǎn)單的光學(xué)處理、可以用光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。雖然具有許多優(yōu)點(diǎn),但與其它類似技術(shù)(如電感耦合等離子體質(zhì)譜法)相比,相對(duì)較差的靈敏度往往限制了LIBS的分析性能。隨著LIBS的廣泛應(yīng)用,提高LIBS靈敏度和效率的研究越來越受到關(guān)注。隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展,飛秒激光的應(yīng)用越來越普遍。與納秒激光相比,在LIBS中應(yīng)用飛秒激光對(duì)實(shí)驗(yàn)有許多較明顯的改善,比如更低的燒蝕閾值能量、更少的分餾汽化、更高的空間分辨率、更小的燒蝕質(zhì)量和更小的樣品損傷。由于更小的樣品損傷和更低的燒蝕閾值能量,使得飛秒LIBS的再現(xiàn)性得到了明顯的改善。到目前為止,很少有研究者使用飛秒激光脈沖研究LIBS。因此,在LIBS實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用飛秒激光是很有必要的。本文由五章組成。第一章介紹了LIBS技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及增強(qiáng)LIBS光譜強(qiáng)度的一些方法。第二章介紹LIBS的理論背景。第三章研究了不同初始溫度下鍺的飛秒激光誘導(dǎo)擊穿光譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光譜強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低。之后研究了半導(dǎo)體鍺的瞬時(shí)反射率變化并發(fā)現(xiàn)溫度越高,鍺的瞬時(shí)反射率變化越小,從而推測(cè)光譜強(qiáng)度隨溫度升高而減小主要是由于反射率的影響。第四章研究空間約束對(duì)飛秒激光誘導(dǎo)銅等離子體的影響。當(dāng)放置圓柱形空腔以約束激光誘導(dǎo)銅等離子體時(shí),觀察到銅原子線的發(fā)射強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明空間約束條件下LIBS的光譜加強(qiáng)比受到約束腔直徑和選擇的原子發(fā)射線的影響,由于等離子體羽的高度低于空腔高度,使得空間約束效應(yīng)不受約束腔高度的影響。當(dāng)約束腔直徑為2mm,延遲時(shí)間為3.5μs時(shí),測(cè)量得到Cu原子線發(fā)射強(qiáng)度的最大加強(qiáng)比約為3。我們將光譜增強(qiáng)歸因于沖擊波的反射對(duì)等離子體羽的壓縮。第五章總結(jié)本文的研究成果并提出對(duì)未來的展望。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN24;O53
【圖文】：

大學(xué)的傅院霞等人應(yīng)用單脈沖 LIBS 技術(shù)，檢測(cè)了硫酸銅水溶度，通過定標(biāo)曲線擬合方法，得出了銅元素的檢測(cè)限為 23pp的這一研究，為人們檢測(cè)水中重金屬污染物提供了參考，有助屬元素的檢測(cè)與分析[3]。Knopp 等人使用準(zhǔn)分子（308nm）泵過 LIBS 技術(shù)測(cè)量了溶液中的許多金屬離子（鈉離子、鉛離子些金屬離子的檢測(cè)限數(shù)據(jù)，這一結(jié)果有助于更好的分析復(fù)雜的素[4]。S 技術(shù)不僅在水污染檢測(cè)方面大有建樹，而且在空氣污染檢測(cè)udragne 等人使用時(shí)間分辨 LIBS 方法測(cè)量了大氣中的污染物，有氟、氯、硫，其中硫元素是酸雨的罪魁禍?zhǔn)�。他們的這一研的對(duì)大氣污染，特別是酸雨的預(yù)防，為空氣污染的預(yù)防和治理

第一章 緒論加熱光，對(duì)產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行加熱；（b）垂直再加熱方案，焦在樣品表面，第二束激光沿垂直第一束激光的方向，聚焦到導(dǎo)出的等離子體上，對(duì)等離子體進(jìn)行加熱；（c）垂直預(yù)激發(fā)，平行于材料表面的方向入射，在材料上方幾毫米高的空氣中聚的空氣產(chǎn)生等離子體，然后再用一束垂直于樣品表面的激光對(duì)行加熱。

平行于材料表面的方向入射，在材料上方幾毫米高的空氣中聚的空氣產(chǎn)生等離子體，然后再用一束垂直于樣品表面的激光對(duì)行加熱。圖 1.2 三種不同的雙脈沖組合方式。a）共線雙脈沖方案，（b）垂直再加熱方案，（c）垂直預(yù)激發(fā)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張俊寧;方憲法;張小超;苑嚴(yán)偉;周利明;吳海華;;基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜的土壤鉀素檢測(cè)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2014年10期

2 王建偉;張娜珍;侯可勇;李海洋;;LIBS技術(shù)在土壤重金屬污染快速測(cè)量中的應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年Z2期

3 傅院霞;吳江來;馮源;方霞;管士成;張先q

本文編號(hào)：2768428