长脉宽激光诱导击穿pbcr光谱特性研究

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1、单麵韻ｉｉｉｍｉｉｉ＼胃—１硕±学位论支题目＾（脉辕獻光漆每４ｌ每Ｗａ％１！ｐ将他切＇讀妍究生姓名＞１支备）、（２。，名届带￥柯种科胥与板冬专业）导师姓名梯或吁论文完成日期八疑媒化＾欠達ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ分类号：O433.4密级：ＵＤＣ：533.9编号：工学硕士学位论文长脉宽激光诱导击穿Pb/Cr光谱特性研究硕士研究生：段文钊指导教师：徐送宁教授学科、专业：光电材料科学与技术沈阳理工大学2015年12月分类号：O433.4密级：ＵＤＣ：533.9编号

2、：工学硕士学位论文长脉宽激光诱导击穿Pb/Cr光谱特性研究硕士研究生：段文钊指导教师：徐送宁教授学位级别：工学硕士学科、专业：光电材料科学与技术所在单位：沈阳理工大学论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2016年03月学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex:O433.4U.D.C:533.9AThesisfortheDegreeofM.Eng.ResearchoftheLong-pulsedLaserInducedBreakdownPb/CrSpectroscopyCandidate:DuanWenzhaoSup

3、ervisor:Prof.XuSongningAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:OptoelectronicMaterialsandTechnologyDateofSubmission:December，2015DateofExamination:March，2016University:ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据

4、和文献的引用己在文中指出，。并与参考文献相对应除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要。贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：足＇曰期：月曰Ｗ件多／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有

5、关数据库进行检索，可１＾采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）＾学位论文作者签名：么手起指导教师签名：／备曰期：．＇曰期Ｍ．３）心／／摘要激光诱导击穿光谱技术作为新兴的光谱检测技术，具有快速、实时及无损分析等优点，同时也存在着测量灵敏度偏低和检出限较高等不足。探索激光诱导等离子体辐射增强机制，提高检测的精密度和灵敏度具有重要的科学意义和应用价值。本文分别采用长脉宽、调Q和毫秒级脉宽激光诱导激发含Cr和Pb元素的自制土壤和含Pb元素的合金样品，通过分析校准曲线、检出限和等离子

6、体特性，研究了激光脉冲宽度、谱线特性及自吸收效应对激光诱导击穿光谱的影响，探究了长脉宽激光对于激光诱导光谱的增强作用。首先，分别采用长脉宽激光器(80μs)和调Q激光器(18μs)作为光源，诱导激发土壤样品产生等离子体光谱，通过内标法测定Cr元素的校准曲线及检出限，并计算出等离子体电子温度及电子密度，对比分析长脉宽激光诱导击穿土壤光谱增强效果及增强机制。研究结果表明，相比于调Q激光条件，长脉宽激光诱导条件下检出限降低19%，电子温度和电子密度分别增长了75%和24%。在长脉宽激光条件下，长脉宽激光后沿对样品等离子体会产生进一步的激发，使得处于激发

7、态的粒子数目增大和电子密度提高，有效改善了LIBS光谱的质量，增强了LIBS对土壤中微量元素的分析能力。同时实验发现，采用毫秒激光诱导击穿土壤样品，Pb和Cr光谱的增强效果与长脉宽激光(80μs)相比相对不明显。第二，采用长脉宽激光(80μs)诱导击穿铅黄铜合金样品产生等离子体光谱，对合金中Pb元素通过内标法绘制校准曲线，并计算检出限、等离子体电子温度及电子密度。与调Q激光条件相比，Pb元素检出限减低了66%，电子温度增加了72%，对于不同样品电子密度分别增加了32-120%。实验结果表明，应用长脉宽激光诱导击穿合金样品得到较好的激发效果，能够改

8、善LIBS对合金样品中微量元素的分析能力。最后，通过从谱线的跃迁能级、角动量及跃迁几率等微观特性角度对土壤样品中重金属元素不同谱线的谱线