激光诱导击穿光谱技术算法与远程LIBS/RSS实验研究

发布时间：2024-12-21 04:53

　　激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种纯物理过程的物质成分分析技术,具有无需预制样、快速实时、几乎无损的技术优势,在食品安全、环境监测、化学化工、新能源、生物医药等领域获得了广泛的应用。本文在广泛调研基础上,首先对LIBS技术的基本原理、典型系统和发展现状进行介绍,随后重点介绍在算法分析和远程LISB/RSS探测系统搭建方面的工作以及目前取得的进展,包括利用系统对头发、矿石等进行探测。本论文是在国家自然科学基金青年基金(No:11204226)的支持下完成的,主要研究工作及成果如下:(1)将粒子群算法(PSO)和基于生物地理学优化算法(BBO)引入到LIBS定标定量分析领域,将其分别与多层感知机(MLP)结合,建立了PSO-MLPs分析模型和BBO-MLPs分析模型。并将这两个模型应用到LIBS对水体中重金属含量检测中,评价指标表明:PSO-MLPs和BBO-MLPs模型可以应用到LIBS定标分析中来,且具有优良的探测性能。(2)搭建了LIBS/RSS远程探测系统,该系统将LIBS技术与共振拉曼Raman光谱技术(RRS)相结合,可以同时对待测物进行原子发射光谱和分子Raman光谱的检测...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1等离子产生及光信号发射的三个过程

图2.1等离子产生及光信号发射的三个过程[7]2.1.2激光诱导等离子体特性激光诱导等离子体特性对于LIBS的谱线收集、系统优化至关重要，主要可性和环境特性两方面来描述。对于单脉冲纳秒激光诱导等离子体时间特性示。图2.2是在空气中1标准大气压的情况下，用脉冲宽度....

图2.2单脉冲诱导等离子体的消逝过程

主要可从时间特性和环境特性两方面来描述。对于单脉冲纳秒激光诱导等离子体时间特性如图2.2所示。图2.2是在空气中1标准大气压的情况下，用脉冲宽度5-10ns，波长1064ns的Nd：YAD激光器脉冲聚焦入射到待测样品表面所产生的等离子体光谱，其演示该等离子体消逝....

图2.3双脉冲诱导等离子的消逝过程

第二章LIBS相关基础理论以看出等离子体内元素的特征光谱的最佳收集时间和激光脉延迟。这是由于等离子体前期由轫致辐射及电子自由跃迁（自合）形成的宽带发射的消逝速度要大于元素特征谱线消逝的速间延迟后，收集光谱信号就可以得到背景连续谱很小的特征谱第三步能级跃迁产生特征谱线的过程的持....

图2.4单脉冲LIBS的基本结构

度会有所不同，LIBS通常使用Ar2、Ne、He、N2作为缓冲气体。研究证明，选适的缓冲气体可显著提高探测准确度。2011年AndrewJ.等人[12]用实验证明对于冲LIBS，相比于氦气和空气，用氩气作为缓冲气体可以获得黄铜中的微量元素nm处Zn的最强光谱线。....

本文编号：4018434