隨著激光技術(shù)的不斷成熟與完善,激光波譜技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS,Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)就是激光波譜技術(shù)的一種。本文對基于高重頻激光器的LIBS系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究,同時利用分子動力學(xué)算法和EAM嵌入原子勢對激光灼燒坑的形貌進(jìn)行了模擬。具體內(nèi)容包括:(1)基于分子動力學(xué)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(xué)過程。在模擬中,首先利用熱傳導(dǎo)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(dǎo)出的原子之間相互作用力公式,得出不同時刻粒子的運(yùn)動狀態(tài),詳細(xì)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(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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(jié)果表明高重頻LIBS光譜的信號強(qiáng)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(qiáng)度的提取識別。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(fù)后細(xì)節(jié)部分。元素分析技術(shù)也有著十分重要的應(yīng)用價值。尤其破壞爆炸物的前提下對其元素組成進(jìn)行確定，而安全隱患。出于保護(hù)檢測者的目的，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)就顯得尤為重要了。LIBS 技術(shù)恰恰可以做到這 技術(shù)的結(jié)合，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程的元素分析檢測工作術(shù)也被廣泛的應(yīng)用在了各國軍事領(lǐng)域中的爆炸物reno 等人將遠(yuǎn)距離探測技術(shù)結(jié)合到 LIBS 技術(shù)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(qiáng)度等重要參數(shù)成功的分以及有機(jī)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(jìn)一步將化學(xué)、計量學(xué)與遠(yuǎn)距

圖 1-3 利用遠(yuǎn)距離 LIBS 技術(shù)對野外的爆炸物進(jìn)行檢測BS 技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域當(dāng)屬環(huán)境科學(xué)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(shù)的身影，這完 LIBS 技術(shù)強(qiáng)大的分析能力和適用性。
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本文編號：2874964