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激光诱导击穿光谱实验装置的参数优化研究
摘要:为了使激光诱导击穿光谱(LIBS)实验装置中的多个关键参数达到最优化设置,以便更好地服务于煤质分析,实验中对这些参数与煤粉等离子体中待测元素发射谱线信噪比间的关系进行了详细研究,并根据信噪比大小来进行最优化参数的`选择.实验结果表明,对于本LIBS实验装置,其最优化参数设置是将激光脉冲能量设为120 mJ・Pulse-1,光谱仪的曝光延迟时间设为200 ns,激光聚焦点位于样品表面以下3~5mm,样品池转速设为2.7 r・min-1,并在激光出射光路中放置中心频率为1 064 nm的窄带滤波片和中心孔径为1.5mm的光阑.优化后的LIBS实验装置对煤粉中C元素测量的标准偏差(SD)由6.7%降至1.6%,对其他微量元素测量的相对标准偏差(RSD)由28%降至10%,测量精度得到了较大提高. 作者: 张雷马维光闫晓娟李志新胡志裕张永智王乐董磊尹王保贾锁堂 Author: ZHANG Lei MA Wei-guang YAN Xiao-juan LI Zhi-xin HU Zhi-yu ZHANG Yong-zhi WANG Le DONG Lei YIN Wang-bao JIA Suo-tang 作者单位: 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学物理电子工程学院,山西太原030006 期 刊: 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal: Spectroscopy and Spectral Analysis 年,卷(期): , 31(9) 分类号: O433.5 关键词: 激光诱导击穿光谱 发射谱线信噪比 参数优化 煤粉 等离子体 机标分类号: O53 TQ5 机标关键词: 激光诱导击穿光谱 光谱实验装置 最优化参数 优化研究 Experimental Device Based Breakdown Parameters Optimization 微量元素测量 相对标准偏差 信噪比 激光脉冲能量 LIBS 窄带滤波片 中心频率 优化设置 样品池 延迟时间 实验结果 煤质分析 基金项目: 国家(863计划)项目,国家基金创新闭队项目,国家自然科学基金,山西省专利推广资助项目,山西省青年科技研究基金,山西省高等学校优秀创新团队支持计划,山西省高等学校中青年拔尖创新人才支持计划项目资助激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法研究
摘要:根据激光诱导击穿光谱(LIBS)展宽主要为非线性Lorentz函数模型,利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法对该理论模型中的待定参数进行优化估值,扣除了光谱信号中的连续背景,校正和还原了峰位和峰强,并对拟合数据点自动提取方法进行了分析;以MatrixVB与VB混合编程相结合,实现了基于L-M算法的'LIBS光谱数据自动拟合与特征参数提取,与手动操作的常用数据分析软件Origin7.5的拟合结果进行了比较,验证了该方法的稳定性与可靠性. 作者: 刘立拓 刘建国 赵南京 鲁翠萍 陈东 石焕 王春龙 张玉钧 刘文清 Author: LIU Li-tuo LIU Jian-guo ZHAO Nan-jing LU Cui-ping CHEN Dong SHI Huan WANG Chun-long ZHANG Yu-jun LIU Wen-qing 作者单位: 中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031 期 刊: 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal: Spectroscopy and Spectral Analysis 年,卷(期): 2011, 31(12) 分类号: O433.5 关键词: 激光诱导击穿光谱 特征提取 Levenberg-Marquardt算法 非线性拟合 机标分类号: TQ5 O53 机标关键词: 激光诱导击穿光谱 数据特征 自动提取方法 方法研究 Breakdown Features Spectral Data Method of Automatic Extraction Levenberg-Marquardt 特征参数提取 数据分析软件 Origin7.5 自动拟合 L-M算法 手动操作 拟合结果 理论模型 混合编程 函数模型 基金项目: 国家自然科学基金,中国科学院知识创新工程重大项目,安徽省科技计划项目,所长基金 激光诱导击穿光谱数据特征自动提取方法研究[期刊论文] 光谱学与光谱分析 --2011, 31(12)刘立拓 刘建国 赵南京 鲁翠萍 陈东 石焕 王春龙 张玉钧 刘文清根据激光诱导击穿光谱(LIBS)展宽主要为非线性Lorentz函数模型,利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法对该理论模型中的待定参数进行优化估值,扣除了光谱信号中的连续背景,校正和还原了峰位和峰强,并对拟合数据点自动提取方...激光拉曼光谱实验最优实验参数的确定
讨论了激光拉曼实验中狭缝宽度、阈值大小、积分时间和负高压对拉曼光谱的影响,确定了激光拉曼光谱实验的.最佳工作参量,获得了清晰的拉曼光谱.
作 者:申晓波 郝世明 胡亚菲 SHEN Xiao-bo HAO Shi-ming HU Ya-fei 作者单位:河南科技大学,理学院,河南,洛阳,471003 刊 名:物理实验 PKU英文刊名:PHYSICS EXPERIMENTATION 年,卷(期): 29(10) 分类号:O434.13 关键词:拉曼光谱 缝宽 阈值 积分时间 负高压基于激光诱导击穿光谱技术对钢中Mn和Cr元素的定量分析
摘要:采用激光诱导击穿光谱分析技术对钢样中锰、铬两种微量元素的含量进行了测量.实验研究发现,最优取样的延迟时间为2.0μs,最佳激光光束聚焦位置和光谱收集探头分别位于样品表面以下3.5mm和表面以上1.5mm处.以Mn Ⅰ:403.07 nm和Cr Ⅰ:427.48 nm作为分析线,分别采用传统定量分析和内定标的方法对钢样中的Mn和Cr进行了定量分析.通过对比发现,采用内定标方法得到的拟合曲线的相关指数R2分别为0.998和0.979,均高于传统定标方法拟合曲线的'相应相关指数.利用内定标建立起来的定标曲线,计算得到Mn和Cr的检测限分别是0.005%和0.0406%. 作者: 王琦[1]陈兴龙[1]余嵘华[2]徐明明[1]杨阳[1]吴边[1]倪志波[1]董凤忠[1] Author: WANG Qi[1] CHEN Xing-long[1] YU Rong-hua[2] XU Ming-ming[1] YANG Yang[1] WU Bian[1] NI Zhi-bo[1] DONG Feng-zhong[1] 作者单位: 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥,230031合肥工业大学应用物理系,安徽合肥,230009 期 刊: 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal: Spectroscopy and Spectral Analysis 年,卷(期): , 31(9) 分类号: O657.3 关键词: 激光诱导击穿光谱 传统定标 内定标 机标分类号: TN9 TH1 机标关键词: 激光诱导击穿光谱技术 微量元素 定量分析 Analysis Quantitative Breakdown 内定标 相关指数 拟合曲线 定标方法 光谱分析技术 延迟时间 实验研究 聚焦位置 激光光束 钢样 定标曲线 定标建立 表面 检测限 基金项目: 国家自然科学基金自由定标激光诱导击穿光谱技术在炉渣成分定量分析中的应用
摘要:采用自由定标激光诱导光谱技术(CF-LIBS)对炉渣中几种主要成分(CaO,SiO2,Al2O3,MgO)进行了定量分析.利用Nd:YAG激光脉冲在空气中烧蚀炉渣样品产生等离子体,等离子体光谱由中阶梯光栅光谱仪记录.通过几种主要元素的原子谱线和离子谱线的玻尔兹曼图,计算了等离子体的温度.利用Ca的一条谱线Stark展宽估算了等离子体电子密度,从而验证了实验中等离子体处于局部热平衡的假设是成立的.在此基础上使用自由定标算法,得出了几种元素的质最百分比,进而反演出几种氧化物的含量.对炉渣中主量成分的'测量结果相对误差在15%以内.实验结果表明CF-LIBS方法可以用于无标准物质的样品的多元素同时快速测定. 作者: 陈兴龙[1] 董凤忠[1] 王琦[1] 余嵘华[2] 梁云仙[1] 王静鸽[1] 杨阳[1] 倪志波[1] 徐明明[1] 吴边[1] Author: CHEN Xing-long[1] DONG Feng-zhong[1] WANG Qi[1] YU Rong-hua[2] LIANG Yun-xian[1] WANG Jing-ge[1] YANG Yang[1] NI Zhi-bo[1] XU Ming-ming[1] WU Bian[1] 作者单位: 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥,230031合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽合肥,230009 期 刊: 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal: Spectroscopy and Spectral Analysis 年,卷(期): 2011, 31(12) 分类号: O433.4 关键词: 自由定标 激光诱导击穿光谱 炉渣 定量分析 多元素分析 机标分类号: TP3 TP2 机标关键词: 自由 定标算法 激光诱导击穿光谱技术 炉渣成分 定量分析 Breakdown Analysis 等离子体电子密度 多元素 原子谱线 等离子体光谱 光栅光谱仪 主要成分 主量成分 样品 相对误差 实验结果 离子谱线 快速测定 测量结果 基金项目: 国家自然科学基金,中国科学院合肥物质科学研究院知识创新工程领域前沿项目 自由定标激光诱导击穿光谱技术在炉渣成分定量分析中的应用[期刊论文] 光谱学与光谱分析 --2011, 31(12)陈兴龙 董凤忠 王琦 余嵘华 梁云仙 王静鸽 杨阳 倪志波 徐明明 吴边采用自由定标激光诱导光谱技术(CF-LIBS)对炉渣中几种主要成分(CaO,SiO2,Al2O3,MgO)进行了定量分析.利用Nd:YAG激光脉冲在空气中烧蚀炉渣样品产生等离子体,等离子体光谱由中阶梯光栅光谱仪记录.通过几种主要元素的原子谱...激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究
研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Ramar和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是由于激光诱导多孔硅的.晶格畸变,导致LO和TO模的简并解除引起的.同时,激光诱导晶格畸变可能使多孔硅由线性变为非线性光学材料,而且具有非常大的光致非线性吸收系数.更重要的是,多孔硅的Raman光谱和光致发光谱随激光功率变化的现象是可逆的,这可能预示着多孔硅一些新的应用.
作 者:梁二军 晁明举 作者单位:郑州大学河南省激光应用技术重点实验室,郑州,450052 刊 名:物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名:ACTA PHYSICA SINICA 年,卷(期): 50(11) 分类号:O4 关键词:多孔硅 Raman光谱 光致发光恶性肿瘤的激光拉曼光谱研究
拉曼光谱是一种基于非弹性散射的散射光谱,反映了物质分子组成和结构方面的.信息.近年来,许多学者对不同肿瘤发生发展中拉曼光谱的变化作了许多探索性的研究.本文综述了拉曼光谱原理及其在恶性肿瘤患者的组织实体、组织切片、血清和单细胞等方面的研究进展,显示拉曼光谱在肿瘤诊断中的潜在临床应用价值.
作 者:吴俊富 郭茂田 罗荣辉 许永建 李明玉 WU Jun-fu GUO Mao-tian LUO Rong-hui XU Yong-jian LI Ming-yu 作者单位:郑州大学物理工程学院,郑州,450001 刊 名:激光杂志 ISTIC PKU英文刊名:LASER JOURNAL 年,卷(期): 28(6) 分类号:O657.37 关键词:激光 拉曼 肿瘤 组织 血清 单细胞绿松石的激光拉曼光谱研究
摘要:对湖北、安徽地区绿松石进行了激光拉曼光谱测试分析.结果表明,绿松石中 H2O,OH-及PO34-的基团振动是导致其激光拉曼光谱形成的主要原因.3 510~3 440 cm-1的谱峰是由v(OH)伸缩振动所致,其中v(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3 470 cm-1附近,v(H2O)伸缩振动致拉曼谱峰位于3 290~3 070cm-1附近的较为宽缓的弱谱峰处;由v3(PO4)伸缩振动致强拉曼特征谱峰在1 200~1 030 cm-1之间,其中v3(PO4)振动导致的强拉曼特征谱峰在1 039 cm-1附近,地(PO4)弯曲振动位于650~540 cm-1叫范围,v2(PO4)的`弯曲振动谱峰位于500~410 cm-1处;不同产地、不同结晶类型的绿松石表现出的拉曼谱峰特征鼢基本一致. 作者: 陈全莉[1]亓利剑[1]陈敬中[2] Author: CHEN Quan-li[1] QI Li-jian[1] CHEN Jing-zhong[2] 作者单位: 中国地质大学,武汉,珠宝学院,湖北,武汉,430074中国地质大学,武汉,材料科学与化学工程学院,湖北,武汉,430074 期 刊: 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal: SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年,卷(期): 2009, 29(2) 分类号: P575.4 关键词: 绿松石 拉曼光谱 H2O OH- PO34-基团振动 机标分类号: P61 P57 机标关键词: 绿松石 激光拉曼 伸缩振动 谱峰 拉曼特征 弯曲振动 拉曼光谱 光谱形成 测试分析 不同产地 类型 结晶 基团 湖北 地区 安徽 基金项目: 国家自然科学基金,湖北省自然科学基金