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提高LIBS技術(shù)的信號強度和分析靈敏度。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)的實驗研究工作。以一臺重復(fù)頻率為5 Hz的電光調(diào)Q Nd:YAG激光器作為激光光源、以一臺門控脈沖高壓電源作為火花放電的電源,通過實驗驗證了LA-SIBS技術(shù)對于提高光譜信號強度和分析靈敏度的可行性,并對實際操作中火花放電的通道特性進行了細致研究。實驗結(jié)果表明:在合理的剝離激光能量和電極空間布置下,通過使用帶有外觸發(fā)的脈沖高壓電源來調(diào)節(jié)火花放電的延時時間,可以實現(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,火花放電會擴大燒蝕坑洞的直徑、破壞橫向空間分辨率;而在平行放電時,火花放電不會擴大燒蝕坑洞的直徑,可以實現(xiàn)其橫向空間分辨率僅由激光剝離來決定。實驗在平行放電的條件下對鋁合金中的鉻（Cr）元素進行了定量分析,得到其... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：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 LIBS 技術(shù)是通過在等離子體周圍設(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，從而實現(xiàn)對等離子體的壓縮效果，增強了等離子體輻射的光譜信號強度。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。因為等離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，半球形約束可以對等離子體進行三維方式的、各個方向上的、全方面的均勻壓縮，大大提高了等離子體輻射的信號強度，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等離子體進行了空間受限增強 LIBS 技術(shù)下的光譜分析，所測得的光譜強度相比于單純的 LIBS 技術(shù)可以增強近 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然后通過分析等離子體輻射的光譜信號對樣品進行元素分析和原理如圖 2-4 所示。


本文編號：3267300