焦点到样品表面距离对激光诱导击穿光谱的影响

发布时间：2021-07-29 16:24

　　随着科学技术的快速发展,激光技术的研究和应用越来越广泛。原子发射光谱法（Atomic Emission Spectroscopy,简称AES）是一种经典的光谱分析技术。而激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS）作为AES的一种,在元素分析领域有着广阔的应用前景。高功率脉冲激光与物质相互作用产生瞬态等离子体,等离子体发射出原子、离子或者分子谱,通过分析这些特征谱,实现对待测样品定性和定量的分析。LIBS技术具有很多优点,例如:对样品预处理要求低、对样品损伤小、能够实时、原位分析以及能够实现多元素同时分析等。这些独特的优点使该技术可以应用于生物医学、太空探测、深海探测等众多领域。当前,如何提高光谱发射强度和探测灵敏以及降低检测限成为研究者重点研究的方向。因此,出现大量提高光谱强度的方法,其中空间约束、预加热和改变透镜位置凭借操作简单、增强效果明显等优势被广泛使用。本论文主要分为五个章节。第一章介绍了LIBS技术的理论基础、国内外研究现状、LIBS技术的优缺点以及提高LIBS光谱强度的方法。第二章讨论了聚焦透镜位置对LIBS光... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

LIBS烧蚀过程图;

图 1.1 LIBS 烧蚀过程图[2]。 为激光诱导等离子体烧蚀过程图，将一束高能激光脉冲(如级)聚焦到样品表面(图 1.1(a))。脉冲激光与样品发生耦合激光能量由样品的反射率和吸收率决定。激光聚焦点作用温度瞬间升高至上万度，导致样品材料蒸发、膨胀(图 1部分电子在高光子能量作用下被电离，形成自由电子，自脉冲持续时间足够长的激光作用下加速运动，同时电子持续的能量足够大时，会轰击原子使其再电离并产生更多新的子又会经历“加速-储能-轰击原子”的过程，最后导致级并产生等离子体(图 1.1(d))。由于激光脉冲的持续时间一般因此激光与物质发生相互作用的时间很短，在相互作用结通过相互碰撞达到局部热平衡状态，热平衡后的等离子体

时冲击波被反射。虽然平行板约束能提高光谱发射强度，但反射的冲击波只能对等离子体两侧进行压缩，导致对等离子体的压缩程度较低，光谱增强效果较差。图1.2(b)为改进的圆柱型约束腔，该约束腔能够反射整个等离子体周围的冲击波，提高压缩效率，很大程度上提高光谱强度，然而由于压缩的不均匀性，导致无法

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3309655