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oe1(光电查) - 科学论文

134 条数据
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  • 激光诱导击穿光谱法诊断铜等离子体

    摘要： 本文研究了激光能量对Nd:YAG激光器基频波长激发铜等离子体发射光谱及等离子体参数的影响。采用HR4000光谱检测系统（海洋光学）对不同激发条件下的金属等离子体进行检测，通过玻尔兹曼图谱法测定等离子体温度，并依据McWhirter判据测量电子密度。在1064nm波长下测得电子密度(Ne)为(1.77×101?至2.01×101? cm?3)，等离子体温度(Te)介于(6117至8776 K)之间。

    关键词： 激光诱导击穿光谱，铜等离子体，电子数密度，自吸收，等离子体参数

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 快报：激光诱导击穿光谱技术在聚合物复合材料研究中的潜力

    摘要： 采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术评估颗粒型环氧-铜复合材料中的填料含量。通过校准样品，提出了利用LIBS结果直接快速测量复合材料中填料的潜在应用。本工作所采用的方法使LIBS能够作为定量技术用于研究颗粒金属填充环氧复合材料，提供了一种直接估算填料体积分数的方法。

    关键词： 激光诱导击穿光谱（LIBS）、环氧复合材料、铜、等离子体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光诱导击穿光谱（LIBS）数据在测定农业土壤阳离子交换容量（CEC）中的潜在应用

    摘要： 通过便携式激光诱导击穿光谱（LIBS）系统分析225份农业土壤样本，研究了基于偏最小二乘回归（PLS）模型的LIBS技术预测土壤阳离子交换量（CEC）的潜力。验证集预测相关系数为0.75，均方根误差（RMSE）为5.4 cmol+/kg。PLS载荷权重分析表明，与可交换阳离子（Ca、Mg、K和Na）及黏土成分（Al和Si）相关的发射谱线具有显著意义。校准集（RPDc=1.99）和验证集（RPDv=2.02）的性能偏差比（RPD）显示模型能获得良好预测质量，而校准集（RPIQc=3.20）与验证集（RPIQv=3.32）的性能四分位距比（RPIQ）则表明其具备优异预测能力。研究证实，结合多元数据分析的LIBS光谱技术可用于快速无化学试剂的农业土壤CEC预测。

    关键词： 阳离子交换容量、农业土壤、分析化学、光谱法、激光诱导击穿光谱

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光烧蚀吸收光谱技术在核燃料材料中的应用研究：基于激光诱导荧光成像光谱观测难熔金属羽流膨胀行为

    摘要： 采用激光诱导荧光成像光谱技术研究了钛、锆和铪三种难熔金属在低压稀有气体环境中烧蚀羽流的动态行为。通过比较这些元素物种的羽流膨胀行为，揭示了原子量对羽流结构形成的影响。先前报道的钆元素存在的半球形薄层与空腔结构，在这些元素中同样被观察到。研究发现：随着原子量增加，羽流尺寸增大而薄层厚度减小。对于Ti基态原子，即使在羽流中心区域也观测到大量存在；且Ti原子羽流的持续时间长达300微秒，显著长于其他研究物种。此外，在多元素样品产生的烧蚀羽流中还观察到了质量依赖性的元素分离现象。这些结果表明：所观测到的羽流结构源于离子-电子复合过程以及烧蚀物种在与气体原子多次碰撞过程中的反冲效应。

    关键词： 激光诱导击穿光谱、激光诱导荧光光谱、激光烧蚀、烧蚀羽流结构、难熔金属

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于激光光谱学研究与机械性能表征的氧化锆基多壁碳纳米管陶瓷复合材料相关性分析

    摘要： 通过纳秒和飞秒激光分析样品，将氧化锆基陶瓷纳米复合材料的硬度与激光光谱研究相关联，以评估该技术作为核工业中快速原位力学性能检测方法的可行性。采用高频感应加热烧结工艺制备了不同体积分数多壁碳纳米管掺杂的氧化锆复合材料。利用优化延迟时间（1、2和3微秒）及200、300毫焦能量的Nd:YAG激光器（λ=1064纳米）进行纳秒激光诱导击穿光谱（LIBS）表征。通过玻尔兹曼图法分析不同样品烧蚀产生的等离子体温度，依据选定锆谱线强度进行测算。采用维氏硬度计完成样品力学性能测试。估算的等离子体温度与不同强度Zr(I)发射线对应的Zr(II)比值呈现较弱相关性，且随表面硬度增加而升高。通过飞秒激光微加工研究加工区域深度和表面形貌的变化，发现硬度较低的材料能获得更深的圆形沟槽和增强的盘状侵蚀，该结果与LIBS分析结论一致。

    关键词： 激光诱导击穿光谱，陶瓷，机械加工，飞秒，纳米复合材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光等离子体与火花放电相互作用的时分辨光学特性研究

    摘要： 采用时间分辨光谱、窄带干涉滤光片高速摄影及轮廓测量技术，分析了纳秒激光等离子体与单极高压放电的相互作用。实验中激光烧蚀能量密度调节范围为60-1000 J/cm2。600千瓦电脉冲在700纳秒时刻通过铝靶表面的烧蚀等离子体触发，以增强激光诱导击穿光谱（LIBS）信号发射。大部分光谱数据采集自靶材上方1毫米处，通过时间积分评估整体增强效果，利用时间分辨技术研究发射强度、温度及密度随时间的变化规律。研究发现：相较于常规LIBS实验，在最低激光能量密度条件下，时空积分LIBS信号强度可提升达一个数量级。该发射增强主要并非源于质量移除量的增加，而是等离子体电离度的提升（通过滤光片高速摄影观察到），这使得等离子体持续时间延长且离子态物质的增强效应显著高于中性粒子。相较于单纯烧蚀等离子体，施加火花放电后电子密度和温度均有所升高。由于高能量密度下放电触发时激光等离子体已处于高度激发状态，发射增强效果与激光能量密度呈反比关系。

    关键词： 激光诱导击穿光谱、火花放电、发射光谱、羽流动力学、高速摄影

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用TinyLev声悬浮器悬浮水滴进行激光诱导击穿光谱的稳定性评估

    摘要： 为了实现激光诱导击穿光谱（LIBS）的逐次测量重现性和低检测限，需要确保声悬浮水滴的稳定性。虽然提高TinyLev悬浮器的工作电压能增强稳定性，但在高电压下，当液滴置于声悬浮节点位置时会发生破碎。作为替代稳定方案，我们采用类似光学阱的四光束激光排列方式。研究发现无需使用聚焦透镜即可达到目的——仅需施加特定侧向压力来抵消声悬浮产生的横向压力不稳定性，同时简化光学系统。在8.5V工作电压下，当激光功率为650mW时，液滴水平偏移量减少了42%。在此实验条件下，我们对掺杂不同金属的水样进行了LIBS测量。结果表明：即使未实现完全汽化，在该液滴偏移状态下仍可分析液态样品。通过校准曲线计算得出铝样品的检测限（LoD）为0.22ppm；根据信噪比估算铜、锰、铅和镍的检测限分别为1.18、0.15、0.94和0.7ppm。这些结果显示：尽管最终液滴尺寸较大，但与其它液态样品的LIBS研究相比，最低可检测浓度并未降低，说明预浓缩效应的重要性超过了残留液体的不利影响。

    关键词： 激光诱导击穿光谱、液体稳定化、声悬浮

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用激光诱导击穿光谱结合激光诱导荧光测定矿石中的铀

    摘要： 激光诱导击穿光谱（LIBS）中铀的等离子体发射谱线较弱且易受光谱干扰，尤其在复杂矿石基质中更为明显。本研究提出采用激光诱导击穿光谱结合激光诱导荧光（LIBS-LIF）技术来增强矿石中铀的光谱强度并消除光谱干扰。通过研究铀元素不同激发线与分析线的组合发现，相较于原子线，铀离子线更适合铀含量测定。通过考察等离子体中铀离子的相对数量，实现了激发线与分析线的最优选择。对比了LIBS-LIF与LIBS技术在矿石铀测定中的分析性能，结果表明LIBS-LIF使所有指标均显著提升：其斜率为1.1×10?计数/重量百分比，相关系数R2为0.998，检出限LoD为35毫克/克，交叉验证均方根误差RMSECV为0.05重量百分比，绝对相对误差ARE为6.69%，相对标准偏差ARSD为6.37%。该研究表明LIBS-LIF在铀资源勘探领域具有卓越应用潜力。

    关键词： 激光诱导击穿光谱、铀、光谱干扰、激光诱导荧光、矿石基质

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用激光诱导击穿光谱评估金属表面应力

    摘要： 在本研究中，我们通过比较激光诱导击穿光谱（LIBS）与X射线衍射（XRD）测定的应力水平，评估了利用LIBS测定金属材料应力的可行性。镁（Mg）合金试样经超声喷丸产生冲击应力，不锈钢试样承受弯曲应力。各试样的参考应力采用XRD测量。通过LIBS测量确定应力分布与离子/原子谱线强度比之间的相关性。LIBS测得的超声喷丸试样从表面到内部的应力分布趋势与XRD测量结果相似，但最大可测深度存在差异。此外，LIBS测量的弯曲试样拉压应力分布趋势与XRD相近。这些结果表明，可测定金属基体应力状态与LIBS谱线强度的相关性，从而证实了LIBS用于应力测量的潜力。

    关键词： 激光诱导击穿光谱、机械应力、谱线

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用激光诱导击穿光谱对古罗马壁画进行地层特征分析及归一化谱线正确选择的重要性

    摘要： 为了探究关于比西纳别墅古罗马壁画的一些特定未解问题（这些问题已通过其他光谱技术进行过研究），我们对最具代表性的样本碎片进行了激光诱导击穿光谱（LIBS）分层测量。研究发现，仅考虑谱线强度或采用单一归一化方法（基于元素分析线与主要样本成分（此处为钙Ca）选定跃迁的比值）可能会导致LIBS深度剖析结果出现偏差。在激光诱导烧蚀过程中，由于坑洞发展和不同覆盖基质材料的影响（如采用不同技术绘制的非均质彩绘样本），所检测等离子体参数可能发生变化。我们通过理论模拟筛选出在局部热力学平衡（LTE）条件下对等离子体温度变化最不敏感的Cu I与Ca I谱线组合。然而，当使用非门控探测器（如本实验）时，实验结果表明仅存在部分LTE状态。因此，选择最佳归一化谱线时还需考虑激发态能级间的能量差——该能量会影响发射寿命，进而影响非门控探测器捕获的信号强度。随后，我们为每个元素的分析线指定了特定的Ca I谱线，用于推导样本中相对元素的分布情况。通过这种方法（每次激光脉冲可同步检测多达20种元素），LIBS技术能清晰区分颜色相似的薄层覆盖颜料，并识别绘画技法。通过对彩绘层烧蚀过程中微量元素与轻元素的检测及其与其他元素相关性的研究，在某些情况下还能确定所用材料的地理来源。

    关键词： 考古学、激光诱导击穿光谱、定量分析、激光光谱学、深度剖析

    更新于2025-09-23 15:19:57