不锈钢样品的激光诱导击穿光谱特性-论文.pdf

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1、第34卷光学学报光学前沿——信息光学2014年9月ACTA0PTICASINICA专刊不锈钢样品的激光诱导击穿光谱特性张贵银季慧靳一东(华北电力大学数理系，河北保定071003)摘要以Nd：YAG脉冲激光器的基频1064nm和二倍频532nm输出为激发源，获得了一种切、斩两用不锈钢刀具材料在300～500nm波长区间的激光诱导击穿光谱，通过对谱线的归属，发现该不锈钢材料除包含主要元素Fe，还含有为改善材料特性添加的Cr、Ni、Mo、Nb、Cu、V、Ti及微量杂质元素Gd、Zr、Sm、Pm、Nd等。而文献报道

2、的元素C、Si、N，由于其灵敏谱线波长大部分小于300rim，所以光谱图中未出现明显对应这些元素的谱线。同时发现随激光脉冲能量的增加，等离子体发射谱线的强度、电子温度、电子数密度均增大，将该现象归因于激光能量增加导致的样品烧蚀量增大及电场强度的增加。相同激光能量的条件下，532nm激光诱导的等离子体具有更高的电子温度和电子密度。关键词光谱学；激光诱导击穿光谱；不锈钢；电子温度；电子数密度中图分类号0433文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．sl30002CharacteristicofL

3、aserInducedBreakdownSpectraaboutOneKindofStainlessSteelZhangGuiyinjiHuiJinYidong(SchoolofMathematicsandPhysics，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding，Hebei071003，China)AbstractLaserinducedbreakdownspectraofonekindkitchenknifemadewithstainlessstee1iSobta

4、inedwiththefundamenta11064nmanddouble532nmoutputsofanNd：YAGlaserasradiationsource．Withtheassignmentofthespectrallines，itisfoundthatbesidestheprincipleelementFe，thepresentedsamplealsocontainselementsofCr，Ni，Mo，Nb，CuandTi．Theseelementsareusedtoimprovethefeat

5、ureofthestainlessstee1．Spectral1inesc0rrespondingtotraceimpurityelements，suchasGd，Zr，Sm，PmandNdetcalsoappearinthespectra，whilespectrallinesbelongingtoelementsofC，Si，Ndonotappearinthespectraduetotheyareshorterthan300nm．Itisalsofoundthatowingtotheincreaseofe

6、xcitedparticlesandtheelectricfieldintensity，thefluorescenceemissionintensity。electrontemperatureandelectronnumberdensityincreasewiththeenhancementoflaserintensity．Theplasmainducedwith532nmradiationownshigherelectrontemperatureandelectrondensitycomparedtoth

7、eoneinducedby1064nm1aser．Keywordsspectroscopy；laserinducedbreakdownspectrum；stainlesssteel；electrontemperature；electronnumberdensityOCIScodes300．6365：280．5395：300．37001引言解、激发和电离，形成高温等离子体．用分光设备接收等离子体辐射的光谱，实现对样品靶材料的元素激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种光谱学测量方法。1962年，Brech等在第

8、十届国际光谱学成分及其含量的定性和定量分析。由于LIBS技术不需要取样和制备样品，测量分析速度快、探测灵敏会议论文集中首次提出激光诱导击穿光谱的概念]。一束高强度激光聚焦后照射到样品靶材料度高、环境要求不高，能对气态、液态及固态材料进行实时快速分析，并且可以实现远程自动控制监测，上，靶表面焦点处的温度迅速上升(一般为几十到几使得该技术在元素分析领域成为主要分析手段之百纳秒)，使得作用区的靶材料发生熔化、气化，气一