纳秒和飞秒激光激发的金属元素libs信号的对比研究

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1、硕士学位论文纳秒和飞秒激光激发的金属元素LIBS信号的对比研究COMPARATIVERESEARCHONLIBSOFMETALELEMENTSEXCITEDBYNANOSECONDLASERANDFEMTOSECONDLASER刘洋哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O439学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文纳秒和飞秒激光激发的金属元素LIBS信号的对比研究硕士研究生：刘洋导师：王新顺副教授申请学位：理学硕士学科：光学所在单位：理学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:O439U.D.C:535DissertationfortheMaster’sDegreeCOMPARATIVERESEARCHONLIBSOFMETALELEMENTSEXCITEDBYNANOSECONDLASERANDFEMTOSECONDLASERCandidate：LiuYangSupervisor：AssociateProf.WangXinshunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：OpticsAffiliation：School

3、ofScienceDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要激光诱导击穿光谱（LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS），是通过分析激光等离子体谱线中的原子、分子和离子的特征谱线，从而实现对未知物质的测定和定量分析的技术，其原理是利用高功率激光激发样品材料产生代表物质特征价值的分析光谱。LIBS技术适合任何形状、任何物态的材料，并且可实现远程遥测和

4、恶劣条件下的快速分析、高灵敏度实时检测，因此受到科学界的广泛关注。本文主要针对不同激光光源激发稀土元素Ce，分别讨论了激发光源的对稀土元素Ce定量分析的影响。本文以稀土元素Ce为探测目标，搭建了LIBS实验装置并精确调整光路至最优化，利用定量分析方法，分别进行了以纳米激光和飞秒激光为激发光源的LIBS信号探测。根据Ce元素的时间分辨光谱，选用Ce元素I308.36nm位置的不同浓度光谱数据，采用传统标定法做峰值强度定标曲线和积分强度定标曲线，并选用含Ce为0.08mol的玻璃样品对曲线进行定标分析。实验证明，飞秒激光为激发光源时，稀

5、土元素Ce的浓度和积分强度定标曲线的线性拟合率高，对Ce元素定量分析的相对误差更小，测量精度更高。本文针对LIBS技术在检测液体样品时遇到的困难，采用液相转化为固相实现探测分析。实验选用滤纸辅助的方法对液体中的Cu元素的LIBS特征光谱进行了采集。进一步利用LIBS的时间分辨光谱，采集了含有不同浓度Cu溶液的光谱图像。根据标准Cu溶液的光谱数据，选用Cu双线I324.8nm和II327.4nm光谱的峰值强度和做拟合曲线，在一定程度上提高了元素的检测限。关键词：激光诱导击穿光谱；金属元素；定量分析；滤纸-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位

6、论文AbstractLaser-inducedbreakdownspectroscopy(LIBS),atechniqueapplyingtoanalyzingtheatomiclines,moleculelinesorioniclinesinthetransientplasmaemissionexcitedbytheablationofinvestigatedsubstancewithhigh-powerlaser,hasbeenanactiveandpromisingresearchareaanddevelopingrapidl

7、ybecauseoftheexcellentadvantagesofenablingmeasurementandquantitativeanalysisforunknownsubstance.SinceLIBSfordetectingelementsinanyphysicalstateofthematerialrequireslesssamplequantityandnosamplepreparationandcauseslittledamage,itissuitabletobeappliedtorealizethefastanal

8、ysis,highsensitivity,on-lineandreal-timedetectioneitherundertheconditionofremotetelemetryorinharshcircumstance.Thepre