【摘 要】
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激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是将高功率脉冲激光聚焦在样品表面,使少量样品在表面熔化、汽化、激发和电离形成等离子体。等离子体中处于激发态的原子或分子会跃迁发射特定波长的辐射光,通过收集、分光、光电转换等步骤获得样品的发射光谱。根据不同的原子或分子对应谱线的波长不同,得出样品包含的元素种类;根据谱线的光谱强度,得出对应元素的
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激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是将高功率脉冲激光聚焦在样品表面,使少量样品在表面熔化、汽化、激发和电离形成等离子体。等离子体中处于激发态的原子或分子会跃迁发射特定波长的辐射光,通过收集、分光、光电转换等步骤获得样品的发射光谱。根据不同的原子或分子对应谱线的波长不同,得出样品包含的元素种类;根据谱线的光谱强度,得出对应元素的浓度信息。论文基于LIBS技术,对CN自由基进行光谱研究。主要内容如下:(1)基于对LIBS原理的分析,搭建了针对CN自由基的LIBS检测系统。等离子体是高功率激光与样品相互作用产生的。等离子体向外膨胀和扩散,然后向外辐射光谱。辐射出的光谱包含连续光谱、线状光谱和带状光谱。连续光谱先出现然后慢慢减弱,与此同时线状光谱和带状光谱出现并逐渐增强。采集光谱时尽量避免采集到连续光谱,以提高光谱信号的信噪比。搭建的针对CN自由基的LIBS检测系统是由激光光源系统,时序控制系统,信号采集系统组成。激光光源系统包括调Q脉冲激光器、光阑、聚焦透镜;时序控制系统包括延时器和计算机;信号采集系统包括收集透镜、光纤、光谱仪和CCD。(2)烧蚀石墨样品对CN自由基进行光谱测量。首先探究激光能量对等离子体光谱的影响,只调节激光能量值从30 mJ到50 mJ,每次增加5 mJ,其他实验条件不变,结果显示最佳的激光能量为50 mJ。然后研究聚焦点在样品表面下的距离对光谱信号的强度和信噪比的影响,研究结果显示最佳的激光聚焦点与样品表面的距离为8 mm。最后通过LIFBASE软件计算得到各个距离下的振动温度和转动温度,以及延迟时间为1us时的振动温度和旋转温度,激光能量为50 mJ,激光焦点与样品表面的距离为8 mm.
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