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利用激光诱导击穿光谱对铂钯矿石中的铂族元素进行超快元素绘图及矿物鉴定
摘要： 本文展示了利用激光诱导击穿光谱（LIBS）对铂/钯矿采集的岩芯进行超快速化学绘图的能力。使用商用LIBS分析仪，以1000赫兹的扫描速度和50微米的空间分辨率，在约8分钟内对岩芯平坦表面进行了40毫米×30毫米的扫描。随后利用集成在LIBS分析仪中的专有软件，生成了七个化学元素（铂、钯、镍、铜、铁、硅和镁）的扫描区域图谱，以及一个包含这七个元素的综合图谱。基于后者的图像，通过主成分分析（PCA）及与元素图谱的关联，识别出了七种矿物。
关键词： 激光诱导击穿光谱（LIBS）、矿物识别、铂族元素（PGE）、主成分分析（PCA）、1000赫兹扫描速度
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于激光诱导击穿光谱的高压绝缘子污染分析
摘要： 高压表面上的表面污染沉积会降低表面闪络电压，在潮湿天气（如雨或雾）中，由于污染的高导电性，这被认为是电力传输中的严重事故。因此，快速准确的在线污染检测方法对于监测输电线路的安全状态至关重要。通常，为了检测等效盐密（ESDD）和不溶物沉积密度（NSDD），需要在停电时收集污染并带回实验室，这种方法耗时、准确性低且无法满足在线检测需求。激光诱导击穿光谱（LIBS）在实现在线污染检测方面显示出最大潜力，但其应用于高压电气工程才刚刚开始探索。本研究调查了一种用于定量检测绝缘子上污染成分的LIBS方法，并研究了自然污染样品的光谱特性。比较了能谱和LIBS分析结果。LIBS能够检测到常规能谱未检测到的污染元素，并提高了确定污染成分的能力。此外，还研究了激光能量强度和延迟时间等参数对人工污染的影响。增加激光能量强度并选择合适的延迟时间可以提高元素的精度和相对光谱强度。此外，减小颗粒尺寸和增加密度也能达到相同效果。
关键词： 定量分析、表面污染、高压绝缘子、激光诱导击穿光谱
更新于2025-09-16 10:30:52
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机器学习辅助的激光诱导击穿光谱技术用于塑料/聚合物识别
摘要： 在本研究中，激光诱导击穿光谱（LIBS）技术被用于区分/鉴定具有相同聚合物基体但含有不同添加剂（如填料、阻燃剂等）的各类塑料/聚合物样品。为对不同塑料样品进行分类，我们采用主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）等机器学习算法处理LIBS光谱数据。特别是将LIBS技术与线性判别分析等机器学习算法相结合后，获得了优异的分类效果，识别准确率高达100%。这表明机器学习为LIBS技术在塑料及聚合物（乃至其他有机材料类别）的鉴别/区分应用开辟了道路?；餮案ㄖ腖IBS技术有望成为分拣回收领域简便高效、功能强大的工具。
关键词： 激光诱导击穿、聚合物、激光诱导击穿光谱、机器学习、聚合物识别、激光产生等离子体
更新于2025-09-16 10:30:52
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蜂蜜经激光诱导击穿光谱分析用于基于混沌理论的植物分类与欺诈评估
摘要： 鉴于蜂蜜是欧盟掺假率最高的十大食品之一，本研究开发了一种工具来应对这一不法行为。通过结合激光诱导击穿光谱（LIBS）与混沌参数技术，成功实现了对六种不同植物来源的欧洲蜂蜜的分类检测，并能识别出掺假量低至2%的常见难检大米糖浆。LIBS发射光谱图谱可通过直接提取光谱信息与简单线性建模相结合的方式，准确实现蜂蜜植物来源分类。而检测蜂蜜中微量大米糖浆则较为复杂，因此采用基于位移（滞后k）自相关系数等混沌参数的算法来提取掺假样本的特征信息。由于这些算法能检测蜂蜜成分的细微变化，在混合不同植物来源蜂蜜样本的统一模型中，掺假识别成功率超过90%；当单独分析特定蜂蜜类型时，识别准确率更高达95%以上。
关键词： 混沌参数、分类、激光诱导击穿光谱、掺假、植物来源、蜂蜜
更新于2025-09-16 10:30:52
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应用Scikit和Keras库对激光诱导击穿光谱（LIBS）获取的铁矿石数据进行分类
摘要： 由于铁矿石分类的复杂性和低准确性，本文提出了一种激光诱导击穿光谱（LIBS）结合机器学习的方法。研究中我们采集了10种铁矿石样品的LIBS光谱数据，首先采用主成分分析算法降低光谱数据的维度，随后分别应用k-最近邻模型、神经网络模型和支持向量机模型进行分类。结果显示三种模型的分类准确率分别为82.96%、93.33%和94.07%。研究同时证明LIBS结合机器学习模型具有优异的分类性能。因此，LIBS技术与机器学习相结合能够实现铁矿石的快速精准分类，可为冶金行业选矿提供全新方法。
关键词： 机器学习、激光诱导击穿光谱、铁矿石、分类
更新于2025-09-16 10:30:52
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微激光诱导击穿光谱技术对单颗粒的高通量分析
摘要： 对颗粒物进行多元素分析对于识别其排放源具有重要价值。然而传统单颗粒分析技术通常需要耗时的样品制备流程。本研究报道了一种结合明场显微镜与激光诱导击穿光谱（LIBS）的系统，可实现对单颗粒的快速多元素分析。该系统通过采用超薄聚乙烯薄膜固定颗粒实现连续光谱采集，从而显著提升检测通量。这种薄膜成分简单，不会干扰颗粒的LIBS光谱；同时其极小厚度能在激光烧蚀过程中快速汽化，避免基底对颗粒等离子体发射信号的猝灭效应。通过研究颗粒成分异质性及区分化学性质极其相似的粉尘颗粒，验证了该系统的性能，表明其有望成为环境风险评估的有效工具。
关键词： 单颗粒，激光诱导击穿光谱，高通量
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光诱导击穿光谱用于食品真实性鉴定
摘要： 随着食品市场的全球化，食品认证已成为全球确保食品安全、防止产地与品质欺诈的重要议题。多元素指纹图谱是检测食品掺假成分及地理来源的有效工具。激光诱导击穿光谱（LIBS）作为一种前景广阔的技术，能够提供食品的矿物元素指纹特征。该技术可对多种类型样品进行快速、高通量、微损且多元素的检测分析。已有诸多学者证实LIBS能成功应用于食品认证领域。尽管LIBS在在线或便携式应用方面展现出卓越潜力，但仍需提升微量元素检测灵敏度、优化样品制备流程、改进数据分析方法并实现仪器小型化。
关键词： LIBS（激光诱导击穿光谱）、多元素分析、食品鉴伪、欺诈检测
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于衍射分束器的多光斑激光诱导击穿光谱系统
摘要： 一种快速同步多点点激光诱导击穿光谱（LIBS）系统被提出。其基本原理是将衍射分束器（DBS）与线-线光纤束相结合。DBS将入射激光束分成五个子光束，随后透镜将入射子光束聚焦产生等离子体阵列，相邻子等离子体间距恒定，且等离子体发射光被成像在光纤束上。样品上每个烧蚀点产生对应的光谱信号，这些信号由光纤束中指定光纤收集，传输至光谱仪狭缝，再由增强型电荷耦合器件（ICCD）探测器分析——该过程利用了电荷耦合器件探测器的二维特性进行光谱与位置分析。ICCD上呈现的五条光谱带分别对应五个烧蚀点的等离子体辐射。通过对铜平面、层状材料及镁钼混合物的光谱分析，证实了单脉冲烧蚀下同步多点光谱检测的可行性。该多点点LIBS系统可用于爆轰物理、流体物理等领域的喷射物研究。
关键词： 激光诱导击穿光谱、光谱分析、多点检测、LIBS（激光诱导击穿光谱）、DBS（双光束光谱）、衍射分束器、等离子体阵列
更新于2025-09-12 10:27:22
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一种基于TEA CO2激光器的原始LIBS系统，用于测定玻璃表面硬度
摘要： 本研究旨在检验原始激光诱导击穿光谱（LIBS）装置测定铅玻璃表面硬度与其化学成分函数关系的适用性。为此，制备了五组含不同ZrO?量的铅玻璃样品。在常压空气环境下，无需样品预处理，采用TEA CO?激光器进行LIBS测量。通过分析Zr(II) 355.66 nm与Zr(I) 360.12 nm发射线强度比来评估材料硬度，并辅以维氏压痕试验测定玻璃样品表面硬度。结果表明LIBS与维氏法测得的玻璃样品硬度值呈线性关联。为证明基于TEA CO?激光的LIBS技术具有近无损特性，采用轮廓仪进行表面分析。该LIBS系统不仅适用于光谱化学分析，更能以简便经济的方式测量各类形状玻璃样品的表面硬度——这些样品有时难以通过标准维氏法检测。
关键词： 表面硬度、铅玻璃、氧化锆、激光诱导击穿光谱、TEA二氧化碳激光器
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光诱导击穿光谱研究结构化石墨负极中的锂分布
摘要： 在厚膜石墨电极的开发中，我们采用三维电池结构设计，该方案显著提升了锂离子扩散动力学性能、高倍率充放电能力及电池循环寿命，同时降低了机械应力。当前研究表明，负极材料的三维结构能有效防止电池在高倍率充放电时出现容量衰减，并延长电池使用寿命。为深入研发三维电池技术，科学理解激光制备的三维负极结构在高倍率充放电过程中对锂离子分布的影响至关重要。我们采用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对充放电后的结构化与非结构化石墨电极进行整体锂浓度分布的定量分析。空间分辨LIBS测量显示：在脱锂状态下，结构化电极中的锂离子含量低于非结构化电极。该结果表明负极上的三维结构可加速锂离子脱嵌过程，并减少电化学循环中惰性物质的生成。此外，LIBS测量证实高倍率充放电时，激光构建结构轮廓区域的锂离子浓度升高，表明三维负极材料具有更优的锂离子扩散动力学特性，这一现象与显著提升的容量保持率相关联。锂离子分布特征图还为优化电极结构参数（包括膜厚、间距设计及电池使用场景）提供了重要依据。
关键词： 激光诱导击穿光谱、三维电池、锂离子电池、超快激光烧蚀、石墨负极
更新于2025-09-12 10:27:22