- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
利用皮秒激光诱导等离子体光谱技术研究激光参数对铜等离子体轮廓的影响
摘要： 激光诱导等离子体生成及其特性受激光参数和样品物理性质影响，在诸多应用领域中具有重要意义。本研究采用单发皮秒Nd:YAG激光，系统探究了激光波长与脉冲能量的优化组合对等离子体特性的影响。通过单发170皮秒激光脉冲（波长266/355/532/1064纳米，能量密度10-41焦耳/平方厘米）的激光诱导击穿光谱技术(LIPS)，成功激发纯铜样品产生等离子体羽焰，并观测到Cu I 324.75、327.39、515.32及521.82纳米谱线强度。基于局部热力学平衡(LTE)假设，分别通过玻尔兹曼图谱和等离子体谱线斯塔克展宽轮廓测定电子温度与密度。研究发现：随着激光波长增加和脉冲能量密度提升，电子温度从约10,000K升至20,000K，电子密度从约2×10^17 cm^-3增至1.5×10^18 cm^-3。该现象可归因于质量烧蚀率、逆轫致辐射及光电离效应随脉冲波长与能量的变化规律。本研究成果为通过精确调控皮秒脉冲参数来控制特定等离子体特性提供了新思路，该方法在材料科学光谱分析及等离子体相互作用动力学调控等领域具有重要应用价值。
关键词： 斯塔克展宽、皮秒、玻尔兹曼图、电子温度、局部热力学平衡、激光诱导等离子体光谱、铜、电子密度、等离子体羽流、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
-
采用萨哈-玻尔兹曼图单点校准法提升激光诱导击穿光谱定量分析的准确度与精密度
摘要： 免校准激光诱导击穿光谱技术（CF-LIBS）因能克服LIBS定量分析中的基体效应而备受关注。然而实验与光谱参数的不确定性可能影响其分析效能。为降低这些不确定因素并提升定量精度，近期提出的单点校正法（OPC）通过经验修正玻尔兹曼图谱中的发射线强度来优化分析。本研究将OPC方法应用于萨哈-玻尔兹曼图谱，通过覆盖更广的能量范围，获得了比传统玻尔兹曼图谱OPC校正更精确的等离子体温度与电子密度（Ne）值。 实验制备了两组氯化钠（NaCl）样品：一组含石墨基质，另一组含碳酸钙（CaCO3）基质。在评估碳线强度随碳浓度变化的校准曲线时，我们观测到了显著的基体效应。通过OPC方法对玻尔兹曼图谱或萨哈-玻尔兹曼图谱进行校正，不仅有效抑制了基体效应，还确保各样品主元素的计算等离子体温度一致——这表明体系处于局部热力学平衡状态。 应用OPC校正的萨哈-玻尔兹曼图谱可获得：等离子体温度与Ne的不确定度<0.5%，相关系数r2达0.994，碳浓度均方根相对误差（RMSRE）为8%；而传统OPC方法的对应指标分别为：不确定度2.3%、r2 0.977、RMSRE 13%。结果表明，OPC方法显著提升了CF-LIBS结合萨哈-玻尔兹曼图谱的定量分析精度。
关键词： 激光诱导击穿光谱，无标定模型，单点校准，电子密度，等离子体温度，沙哈-玻尔兹曼图
更新于2025-09-12 10:27:22