飞秒纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱

发布时间：2023-10-28 17:44

　　近年来,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种非常有应用前景的元素分析技术出现在人们的视线中,并飞速发展。它的原理是将高能激光脉冲聚焦到样品表面产生等离子体,通过光谱来分析自发光等离子体的谱线发射,从而推断出其元素组成。与其他传统分析方法(例如,X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等)相比,LIBS具有许多优势,包括可以检测多状态的样品(气体、液体和固体)、同时进行多元素分析、几乎无损检测、对位感测、无需任何样品预处理和快速原位分析等。LIBS的独特优势可以使许多应用领域受益,包括环境、工业、地质、艺术、医学和核安全等。可见,关于LIBS技术的研究对于人们的生产生活来说,具有重大的意义。为了更好的发展LIBS技术,大多数研究人员已将注意力转移到增强LIBS的谱线强度、提高LIBS的分析准确度和精确度上。如今,研究者们提出了多种不同的方法,例如双脉冲的LIBS、共振激发的LIBS、飞秒激光的LIBS、纳米粒子增强的LIBS和空间约束的LIBS等。其中双脉冲LIBS方案在远程探测中表现出独特的优势,长距离的影响使得收集到的光谱信号相对较弱,那么如何去提高LIBS的远程探测能力...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 激光诱导击穿光谱技术概述
    1.2 激光诱导击穿光谱技术的发展历史
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 激光诱导击穿光谱技术的特点
        1.3.1 激光诱导击穿光谱技术的优点
        1.3.2 激光诱导击穿光谱技术的缺点
    1.4 激光诱导击穿光谱技术的应用领域
    1.5 论文的框架和内容
    1.6 本章小结
第二章 激光诱导击穿光谱技术的基本理论
    2.1 激光诱导等离子体的产生过程
    2.2 激光诱导等离子体的作用机制
        2.2.1 激光诱导等离子体的吸收机制
        2.2.2 激光诱导等离子体的辐射机制
    2.3 谱线展宽机制
        2.3.1 Stark展宽
        2.3.2 Doppler展宽
        2.3.3 自然展宽
        2.3.4 仪器展宽
        2.3.5 共振展宽
    2.4 等离子体特征参数及求解方法
        2.4.1 激光诱导等离子体温度的求解方法
        2.4.2 激光诱导等离子体电子密度的求解方法
    2.5 本章小结
第三章 激光诱导击穿光谱技术的增强方法
    3.1 空间约束-激光诱导击穿光谱技术
    3.2 预加热-激光诱导击穿光谱技术
    3.3 样品表面与焦点之间距离对LIBS光谱的影响
    3.4 双脉冲激光诱导击穿光谱技术
    3.5 本章小结
第四章 飞秒纳秒双脉冲激光诱导硅等离子体光谱
    4.1 实验装置
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 飞秒纳秒DP-LIBS光谱
        4.2.2 飞秒纳秒DP-LIBS与飞秒SP-LIBS、纳秒SP-LIBS的对比
        4.2.3 飞秒激光传播过程中非线性效应对实验结果的影响
    4.3 本章小结
第五章 飞秒纳秒双脉冲激光诱导铜等离子体光谱
    5.1 实验装置
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 铜样品的发射光谱
        5.2.2 等离子体温度和电子密度
    5.3 本章小结
第六章 飞秒纳秒双脉冲激光诱导PMMA等离子体光谱
    6.1 实验装置
    6.2 结果与讨论
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3857470