激光诱导击穿光谱和拉曼光谱远程探测系统研究

发布时间：2017-07-17 04:02

  本文关键词：激光诱导击穿光谱和拉曼光谱远程探测系统研究

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【摘要】：激光诱导击穿光谱((LaserInduced Breakdown Spectroscopy,LIBS)和拉曼(Raman)光谱技术是利用光学方法检测物质成份的光谱技术,不需要纯化样品,信息采集速度快,可分别获得样品的元素及分子构成信息,是一种便利、准确的分析元素和分子构成的重要手段。近年来,在食品监测、环境探测、化学化工样品鉴定、新能源开发、生物医药分子表征等领域取得了广泛的应用。但由于这两种技术存在一定的局限性,开展远程物质成份探测方面尚需改进。因此研发LIBS与拉曼系统相结合的远程探测系统,并使其小型化和便携化,将推动光谱探测技术的发展,具有重要的应用前景和研究价值。本论文在深圳市创新环境建设计划重点实验室项目(ZDSY20120612094247920)的支持下完成,主要介绍对远程激光诱导击穿光谱技术和拉曼光谱技术系统,探索激光诱导击穿光谱技术和拉曼光谱技术的原理和特性,通过搭建相关实验系统,并进行了测试和优化实验,最终研制出小型化系统样机。主要研究工作及成果简述如下:1.开展了激光诱导击穿光谱和拉曼光谱技术的原理和特性的相关调研,构建了实验方案;2.搭建远程物质成份探测系统,实现同时检测物质的原子发射光谱和分子拉曼散射光谱的功能,在样品探测中具有准确性高的优点;3.研制出小型化“可移动远程二维扫描激光诱导击穿光谱与拉曼光谱仪”系统样机,达到了小型化和便携化的目的。
【关键词】：激光诱导击穿光谱技术 拉曼光谱技术 远程探测
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外研究现状及进展10-11
• 1.3 本课题的主要工作及创新点11-13
• 第二章 LIBS光谱和拉曼光谱原理及特性13-21
• 2.1 激光诱导击穿光谱技术13-16
• 2.1.1 LIBS激发过程及原理13-15
• 2.1.2 LIBS时间相关特性15-16
• 2.2 拉曼光谱技术16-18
• 2.3 LIBS和拉曼光谱技术的相似性及互补性18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 LIBS和拉曼光谱系统基本方案21-26
• 3.1 LIBS和拉曼光谱系统的设计与基本构成21-23
• 3.1.1 激光器21-22
• 3.1.2 光谱仪和探测器22-23
• 3.1.3 信号激发和收集光路系统23
• 3.2 远程LIBS探测技术23-24
• 3.3 小型化便携式LIBS和拉曼光谱系统研究24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 远程LIBS和拉曼光谱探测系统搭建及测试26-43
• 4.1 三米距离LIBS和拉曼光谱探测系统26-30
• 4.2 三米LIBS和拉曼光谱探测系统验证实验30-32
• 4.3 三米LIBS和拉曼光谱系统物质探测实验32-36
• 4.4 十五米LIBS和拉曼光谱探测系统36-37
• 4.5 十五米LIBS和拉曼光谱探测系统探测矿物元素成份实验37-42
• 4.5.1 在十五米距离对白云石进行LIBS和拉曼光谱探测37-39
• 4.5.2 对铅锌矿进行LIBS和拉曼光谱及扫描探测39-40
• 4.5.3 十五米系统远程二维扫描实验40-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第五章 小型化可移动式远程LIBS和拉曼物质探测系统研制43-51
• 5.1 小型化可移动式远程LIBS和拉曼物质探测系统构成43-48
• 5.2 小型化可移动式远程LIBS和拉曼物质探测系统探测试验48-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第六章总结及展望51-53
• 6.1 工作中的问题51-52
• 6.1.1 实验方法问题51
• 6.1.2 系统软件问题51-52
• 6.2 下一步工作展望52
• 6.3 工作总结52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 攻读硕士学位期间的研究成果58-59

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本文编号：551827