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《河北大学》 2006年
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高能量激光诱导等离子体辐射特性的研究

史金超  
【摘要】:为了将激光诱导等离子体方法应用于痕量测量、薄膜沉积等技术领域,人们进行了大量的有意义的实验研究。在激光痕量检测方面,虽然取得了一定的进展,但目前尚存在诸如谱线强度弱、光谱信背比不高等问题。通过改变环境气氛来提高谱线强度和质量的研究已有一些文献报道,由于激光器种类和输出特性的不同,以及受激发样品性质的差别,使得环境气体对等离子体的影响也不同。 本文采用高能量钕玻璃(~25J)激光器、自动扫描多功能组合光栅光谱仪、CCD数据采集处理系统构成激光光谱分析系统。在高气压氩气环境下,利用光谱学方法研究环境气压对激光诱导等离子体的影响,主要内容有: 1.金属等离子体:研究了等离子体光谱的谱线强度、线宽、背景及信背比等在高气压Ar气环境下的变化,找到提高谱线质量的优化条件。利用Boltzmann斜率法和双线法分别测量了Al和Cu等离子体的电子温度及电子密度,绘制了其随环境气压的变化曲线。在高气压下对Cu等离子体的电子温度进行了空间分辨的测量,认为高气压影响等离子体的主要机理为约束效应。 2.土壤等离子体:以土壤为主要研究对象,发现高气压环境对土壤等离子体的影响更加明显,研究了等离子体的形状、谱线质量、样品熔穴的变化。利用双线法测量了土壤等离子体的电子温度为104K数量级,并随着环境气压的增大而升高。作为实验扩展,对瓷砖、水泥、大理石等非金属样品进行了光谱测量,验证了高气压对增强非金属等离子体的辐射强度具有广泛性。 3.定量分析:以国家标准土壤系列为样品,加入内标元素,利用内标法对样品中的Fe和Ti元素进行定量分析,五次测量的相对标准偏差(RSD)分别为4.206%和11.01%,元素含量相对误差分别低于8.4%和23%范围内。结果表明元素含量与谱线相对强度之比有较好的线性关系。
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O536

【参考文献】
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