發(fā)布時間：2020-06-16 02:38

【摘要】：激光誘導擊穿光譜(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技術由于具有遠程檢測、快速分析等優(yōu)點得到了廣泛應用,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技術分析檢測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的激光在低氣壓下誘導激發(fā)合金及土壤等離子體光譜,通過分析光譜的信背比、線寬、自吸收現(xiàn)象、相對標準偏差以及等離子體特性、校準曲線、檢出限等,研究了低氣壓對激光誘導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Q激光(脈寬8ns)以及兩個長脈寬(500μs、80μs)激光作為激發(fā)光源,研究了低氣壓對三種脈寬激光誘導合金等離子體光譜特性及精密度的影響,結果表明適當?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對三種脈寬激光誘導合金等離子體光譜均具有明顯的增強和改善作用。與常壓下相比,在適當?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,校準曲線擬合度提高。低氣壓對脈寬8ns激光(532nm)誘導激發(fā)合金等離子體光譜的改善和增強作用最為明顯:與標準大氣壓下相比,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;譜線的線寬達常壓下線寬的19%、20%;譜線強度的RSD分別減小了53%、77%。在氣壓8.0×10~4Pa下,采用脈寬8ns激光(1064nm)測定合金中Fe元素的校準曲線擬合系數(shù)達到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,研究了低氣壓對激光誘導土壤等離子體光譜特性及精密度的影響,結果表明適當?shù)牡蜌鈮簩{秒激光誘導土壤等離子體光譜具有明顯的增強和改善作用。與標準大氣壓下相比,在氣壓8.0×10~4Pa下,納秒激光誘導土壤中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%,校準曲線擬合度增加,檢出限降低了40%,達到57.27mg/kg。而低氣壓對長脈寬(500μs)激光誘導激發(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下達到最小,三條Cr等離子體譜線RSD在氣壓1.0×10~3Pa下達到最小,分別降低了66%、31%、31%、32%。研究表明,適當?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對激光誘導等離子體光譜具有明顯的增強作用,顯著改善光譜質量,同時有效提高LIBS技術的檢測靈敏度,改善元素分析檢出限以及增加光譜定量分析的準確度和精密度。
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN249
【圖文】：

圖 2.1 實驗裝置示意圖Fig.2.1 LIBS experimental setup口入射到真空腔中，經(jīng)過透鏡聚焦到樣面法線的 45 度角方向運用采集器采集譜號通過光纖耦合到光譜儀，經(jīng)過光譜儀的計算機顯示出光譜信號。實驗使用計算機，采集光譜信號的延時和門寬由 ICCD 內于真空腔內的可控旋轉平臺上，以保證個氣壓下多個位置的光譜數(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校園內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】

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本文編號：2715400