本文關(guān)鍵詞：無自吸收效應的光學薄激光誘導擊穿光譜研究與性能評估　出處：《中國科學:物理學 力學 天文學》2017年12期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：針對影響激光誘導擊穿光譜(LIBS)定量分析精度的自吸收效應,發(fā)展了新型的光學薄激光誘導擊穿光譜(OT-LIBS)技術(shù),通過匹配等離子體光譜中元素雙線強度比與理論值來設置曝光延時,從而直接由實驗裝置獲得無自吸收的元素發(fā)射譜線,不僅避免了建模校正的誤差,且未額外增加設備.通過對比Boltzmann平面的線性相關(guān)度以及自吸收(SA)系數(shù),驗證了OT-LIBS能夠誘導產(chǎn)生光學薄等離子體.與傳統(tǒng)的自吸收效應校正方法相比,OT-LIBS所獲Boltzmann平面的線性相關(guān)度達到0.99,而且SA系數(shù)達到最大值,證明自吸收效應最小.單變量定標的定量分析結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)LIBS,OT-LIBS將Al元素定標線的線性相關(guān)度由0.86提高至0.98,平均絕對測量誤差由1.2%降低至0.13%,檢測精度提高了一個量級.探討了OT-LIBS的邊界條件、適用性和局限性,該技術(shù)對Al元素含量和脈沖激光能量的限定范圍分別為0 20.8%和大于16.9?mJ,對Al元素含量和脈沖激光能量的可適用范圍分別為0 15.9%和大于33.1?mJ.本技術(shù)有助于進一步推動LIBS的工業(yè)化應用步伐.
[Abstract]:A novel optical thin laser induced breakdown spectroscopy (OT-LIBS) technique is developed for the self-absorption effect which affects the accuracy of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). By matching the two-line intensity ratio of elements in the plasma spectrum with the theoretical values, the exposure delay is set, and the emission lines without self-absorption are obtained directly from the experimental device, which not only avoids the error of modeling correction. By comparing the linear correlation of the Boltzmann plane and the self-absorption coefficient. It is verified that OT-LIBS can induce the generation of optical thin plasma, which is compared with the traditional self-absorption correction method. The linear correlation degree of Boltzmann plane obtained by OT-LIBS is 0.99, and the SA coefficient reaches the maximum, which proves that the self-absorption effect is the least. The quantitative analysis results of univariate calibration show that the self-absorption effect is the least. Compared with the traditional LIBS OT-LIBS, the linear correlation of the calibration line of Al is increased from 0.86 to 0.98, and the average absolute measurement error is reduced from 1.2% to 0.13%. The detection accuracy is improved by one order of magnitude. The boundary condition, applicability and limitation of OT-LIBS are discussed. The limiting range of Al content and pulsed laser energy is 0 20.8% and 16. 9? The applicable range for Al content and pulsed laser energy is 0 15.9% and more than 33. 1? This technology is helpful to further promote the industrial application of LIBS.
【作者單位】： 山西大學激光光譜研究所山西大學量子光學與光量子器件國家重點實驗室;山西大學極端光學協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(編號:2017YFA0304203) 國家自然科學基金(編號:61775125,61475093,61378047,11434007) 長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃(編號:IRT13076) 山西省重大科技專項(編號:MD2016-01)資助項目
【分類號】：O53;TN24
【正文快照】： 1引言激光誘導擊穿光譜(L a s e r-i n d u c e d B r e a k d o w n S p e c-t r o s c o p y,L I B S)是將高功率脈沖激光聚焦于樣品表面,被燒蝕部位迅速融化氣化形成高溫等離子體,通過測量其發(fā)射光譜的特征得知樣品的元素組分.L I B S可以分析元素周期表中幾乎所有的元素,

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