本文關(guān)鍵詞：時(shí)間分辨微弱信號(hào)檢測(cè)及其在LIBS中的應(yīng)用

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【摘要】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)的分析靈敏度會(huì)明顯受到等離子體中電子軔致輻射的影響。由于電子軔致輻射的弛豫時(shí)間一般比原子輻射的弛豫時(shí)間短,因而可以采用時(shí)間分辨的信號(hào)檢測(cè)技術(shù)來(lái)提高信號(hào)與背景之比。本文結(jié)合光電倍增管、以及光電倍增管的外圍硬件電路方面完成門(mén)控電路和放大電路的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要過(guò)程是:門(mén)控光電倍增管完成光電轉(zhuǎn)換,利用高速放大器完成電信號(hào)的變換,通過(guò)數(shù)字存儲(chǔ)示波器顯示和記錄數(shù)據(jù)。首先本文從光電倍增管的工作原理、控制電路方面分別闡述了光電倍增管的外圍電路的設(shè)計(jì)方法。選擇了帶寬增益較高的THS4012作為放大器完成了光電信號(hào)的提取。采用帶有一種簡(jiǎn)單的新門(mén)控電路的光電倍增管來(lái)檢測(cè)LIBS中的信號(hào)并以更高的分析靈敏度分析了鋁合金樣品中的銅雜質(zhì)。該門(mén)控光電倍增管對(duì)背景的抑制比可達(dá)15∶1。鋁合金中銅的檢出限達(dá)到了1.02ppm,與不采用門(mén)控技術(shù)相比有明顯改善。這種門(mén)控的光電倍增管可以用于降低LIBS技術(shù)中背景輻射的影響,同時(shí)改善LIBS的分析靈敏度和空間分辨本領(lǐng)。本文還采用一種新的門(mén)控放大器,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光電倍增管出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行選擇合適的采樣門(mén),以消除電子軔致輻射對(duì)原子輻射信號(hào)檢測(cè)的干擾,也同樣實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨的原子輻射光譜探測(cè)。不僅如此,在之前門(mén)控光電倍增管基礎(chǔ)上,改善了之前的場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)效應(yīng),抑制開(kāi)關(guān)效應(yīng),而且,還增加了放大倍數(shù),使得探測(cè)靈敏度進(jìn)一步提升。本論文以光電子學(xué)理論為基礎(chǔ),以門(mén)控光電倍增管、低噪聲寬帶放大電路為技術(shù)為支撐,開(kāi)展實(shí)用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)工作。主要工作包括控制電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化、低噪聲寬帶放大電路設(shè)計(jì)、門(mén)控放大器和部分實(shí)驗(yàn)工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)可行,測(cè)量精度與穩(wěn)定性等達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
【關(guān)鍵詞】：光譜學(xué) 激光誘導(dǎo)擊穿光譜 門(mén)控光電倍增管 時(shí)間分辨 微弱信號(hào)檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.23;TN247
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 論文選題的背景和意義10-11
• 1.2 門(mén)控技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀12
• 1.3 微弱信號(hào)檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀13-14
• 1.4 激光誘導(dǎo)擊穿光譜LIBS簡(jiǎn)介14-15
• 1.4.1 基本原理14
• 1.4.2 LIBS的特點(diǎn)及應(yīng)用14-15
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容及意義15-17
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.5.2 研究意義16-17
• 1.6 論文框架結(jié)構(gòu)介紹17-18
• 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-33
• 2.1 PMT電路設(shè)計(jì)18-22
• 2.1.1 PMT簡(jiǎn)介19
• 2.1.2 PMT的選擇19
• 2.1.3 PMT的工作原理和特性19-20
• 2.1.4 PMT的高壓接法20-22
• 2.2 門(mén)控技術(shù)22-27
• 2.2.1 場(chǎng)效應(yīng)管的選擇22-24
• 2.2.2 控制電路的設(shè)計(jì)24-27
• 2.3 門(mén)控電路的制作與測(cè)試27-28
• 2.4 放大電路設(shè)計(jì)28-32
• 2.4.1 放大電路設(shè)計(jì)思路28-29
• 2.4.2 運(yùn)算放大器的選擇29-30
• 2.4.3 放大電路設(shè)計(jì)30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 門(mén)控技術(shù)在LIBS中的應(yīng)用33-44
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)34-37
• 3.3 結(jié)果和討論37-43
• 3.3.1 時(shí)域譜觀測(cè)37-40
• 3.3.2 激光能量和燒蝕坑洞40-42
• 3.3.3 分析靈敏度42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 門(mén)控放大器44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)指標(biāo)44-46
• 4.2.1 主要研究?jī)?nèi)容44-45
• 4.2.2 技術(shù)指標(biāo)45-46
• 4.3 放大電路運(yùn)算放大器的選擇46-47
• 4.4 放大電路主要電路的設(shè)計(jì)與分析47-48
• 4.5 實(shí)驗(yàn)48-49
• 4.6 結(jié)果和討論49-52
• 4.6.1 時(shí)域譜觀測(cè)49-50
• 4.6.2 門(mén)控光電倍增管和門(mén)控放大器的比較50-52
• 4.7 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-55
• 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果63-64
• 致謝64-65
• 附件65

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本文編號(hào)：735673