隨著激光技術的不斷成熟與完善,激光波譜技術已經(jīng)在許多領域得到了廣泛的應用,激光誘導擊穿光譜技術(LIBS,Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)就是激光波譜技術的一種。本文對基于高重頻激光器的LIBS系統(tǒng)進行了深入的研究,同時利用分子動力學算法和EAM嵌入原子勢對激光灼燒坑的形貌進行了模擬。具體內(nèi)容包括:(1)基于分子動力學算法以及EAM嵌入原子勢建立了激光沉積過程的物理模型,數(shù)值仿真了鉛樣品激光灼燒坑的分子動力學過程。在模擬中,首先利用熱傳導方程,計算出激光脈沖作用后樣品中粒子的初速度;然后利用EAM嵌入原子勢推導出的原子之間相互作用力公式,得出不同時刻粒子的運動狀態(tài),詳細分析了灼燒坑中粒子噴濺數(shù)量和噴濺率隨時間的變化情況。(2)搭建了單脈沖激光誘導擊穿光譜測量系統(tǒng)。研究了不同能量激光脈沖作用下鉛樣品的LIBS光譜特性,并對含鉛量為0.12%、12.92%、25.05%、99.9%(99.9%為純鉛)的樣品進行了定性和定量分析。(3)基于低能量、高重頻的二極管泵浦Nd:YAG調(diào)Q激光器搭建了激光誘導擊穿光譜測量系統(tǒng)。實驗研究了激光功率和激光重頻對LIBS光譜的影響以及激光重頻過高時鉛元素等離子體光譜中的缺損現(xiàn)象,實驗結果表明高重頻LIBS光譜的信號強度與單脈沖LIBS相比提升了近4倍,同時輻射更多的特征譜線(以鉛量樣品為例,可以獲得7條鉛元素的特征譜線);基于峰值提取函數(shù)實現(xiàn)了LIBS光譜中特征峰波長與強度的提取識別。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN24
【部分圖文】：

LIBS實驗裝置原理圖

表面附著大量鈣和其他雜質(zhì)；（b）利用 LIBS 炮；（c）大炮修復后細節(jié)部分。元素分析技術也有著十分重要的應用價值。尤其破壞爆炸物的前提下對其元素組成進行確定，而安全隱患。出于保護檢測者的目的，能夠進行遠就顯得尤為重要了。LIBS 技術恰恰可以做到這 技術的結合，可以實現(xiàn)遠程的元素分析檢測工作術也被廣泛的應用在了各國軍事領域中的爆炸物reno 等人將遠距離探測技術結合到 LIBS 技術中，測，如圖 1-3 所示。他們的實驗系統(tǒng)采用共軸式氫、氮的光譜發(fā)射信號強度等重要參數(shù)成功的分以及有機非爆炸物。另外，他們還在 30m 外對 行了檢測，其中有 19 種高能量樣品的元素組成驗室的 Lucia 等人進一步將化學、計量學與遠距

圖 1-3 利用遠距離 LIBS 技術對野外的爆炸物進行檢測BS 技術應用最廣泛的領域當屬環(huán)境科學了。不僅從土壤到水體，從有金屬，甚至在空氣質(zhì)量檢測方面同樣可以看到 LIBS 技術的身影，這完 LIBS 技術強大的分析能力和適用性。
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本文編號：2874964