激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的光譜分析技術(shù),但傳統(tǒng)的LIBS技術(shù)由于受到等離子體中較強(qiáng)的電子軔致輻射所造成的背景干擾,靈敏度較低。為此,科學(xué)家們嘗試了多種方法來(lái)提高LIBS技術(shù)的信號(hào)強(qiáng)度和分析靈敏度。本文所采用的火花放電就是其中之一,該技術(shù)被稱為激光剝離-火花誘導(dǎo)擊穿光譜（LA-SIBS）技術(shù)。本文首先在低重復(fù)頻率下開展了LA-SIBS技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究工作。以一臺(tái)重復(fù)頻率為5 Hz的電光調(diào)Q Nd:YAG激光器作為激光光源、以一臺(tái)門控脈沖高壓電源作為火花放電的電源,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了LA-SIBS技術(shù)對(duì)于提高光譜信號(hào)強(qiáng)度和分析靈敏度的可行性,并對(duì)實(shí)際操作中火花放電的通道特性進(jìn)行了細(xì)致研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在合理的剝離激光能量和電極空間布置下,通過(guò)使用帶有外觸發(fā)的脈沖高壓電源來(lái)調(diào)節(jié)火花放電的延時(shí)時(shí)間,可以實(shí)現(xiàn)放電通道由“V”字形放電到平行放電的轉(zhuǎn)變。在“V”字形放電時(shí),火花放電會(huì)擴(kuò)大燒蝕坑洞的直徑、破壞橫向空間分辨率;而在平行放電時(shí),火花放電不會(huì)擴(kuò)大燒蝕坑洞的直徑,可以實(shí)現(xiàn)其橫向空間分辨率僅由激光剝離來(lái)決定。實(shí)驗(yàn)在平行放電的條件下對(duì)鋁合金中的鉻（Cr）元素進(jìn)行了定量分析,得到其... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

LIBS技術(shù)流程原理圖

第二章 LA-SIBS 技術(shù)的基本原理空間受限增強(qiáng) LIBS 技術(shù)是通過(guò)在等離子體周圍設(shè)置相應(yīng)的空間約束腔等裝置，限制等離子體的膨脹擴(kuò)散，使得等離子體產(chǎn)生的激光誘導(dǎo)沖擊波不斷反射，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的壓縮效果，增強(qiáng)了等離子體輻射的光譜信號(hào)強(qiáng)度。常用的空間約束裝置有平行板約束、圓柱形約束和半球形約束三種，其技術(shù)原理如圖 2-2 所示。因?yàn)榈入x子體的向外膨脹是以半球形的方式膨脹的，因此，相比于平行板和圓柱形裝置的二維空間約束，半球形約束可以對(duì)等離子體進(jìn)行三維方式的、各個(gè)方向上的、全方面的均勻壓縮，大大提高了等離子體輻射的信號(hào)強(qiáng)度，提高了分析靈敏度[53,54]。華中科技大學(xué)的郭連波利用半球形的約束裝置對(duì)等離子體進(jìn)行了空間受限增強(qiáng) LIBS 技術(shù)下的光譜分析，所測(cè)得的光譜強(qiáng)度相比于單純的 LIBS 技術(shù)可以增強(qiáng)近 12 倍[60]。

圖 2-3 LIBS-LIF 技術(shù)流程原理圖Figure 2-3 Schematic of the LIBS-LIF[62]BS 技術(shù)擊穿光譜（Spark-induced Breakdown Spectroscopy, SIBS）似的新型光譜分析技術(shù)。在該技術(shù)中，使用高壓火花放電來(lái)然后通過(guò)分析等離子體輻射的光譜信號(hào)對(duì)樣品進(jìn)行元素分析和原理如圖 2-4 所示。


本文編號(hào)：3267300