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《东华大学》 2011年
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基于微晶片激光的诱导击穿光谱系统设计与研究

沙平生  
【摘要】:LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy),即激光诱导击穿光谱技术,是把激光作为激发光源,通过激光与物质的某种相互作用,产生特种类型的光谱辐射,通过分析这些光谱特征实现物质分析目的的一种技术。 本文采用高功率,小体积的微晶片激光器,设计并实现了便携式激光诱导击穿光谱(LIBS)检测系统。此系统适用于金属物质的快速检测,系统对样本制作的要求简单而环保,具有广泛的实用价值和经济效益,有广阔的市场前景。 本文首先阐述了国内外LIBS研究的历史和现状,详细说明了等离子体的产生以及LIBS进行物质检测的原理,并且对其优点和缺点进行了对比。接着对于LIBS检测的影响因素进行分析,从而构建整个LIBS检测系统。该LIBS系统采用高峰值功率,高重复频率,Q-开关微晶片激光器作为激发光源,由激光器驱动模块、微晶片激光模块、样品和光谱分析模块及显示处理模块四部分组成。光源驱动控制模块给激光源提供稳定的温度和电源;荧光光谱检测模块采用CCD为探测器;数据分析处理模块对测量的LIBS谱图进行预处理和分析。 接着,本文用所设计的LIBS系统对多种金属进行了测试和分析实验,验证了此系统的实用性。然后,本文对传统LIBS检测光谱的分析进行了阐述和分析,总结其不足,提出了基于LIBS部分谱线匹配的元素分析、识别算法,进一步优化了该LIBS系统的数据处理模块。并通过实验验证了此算法的实用性和优越性。接下来,本文针对基于LIBS部分谱线匹配的元素分析、识别算法,进行了相应光谱数据库的建立。最后本文进行了总结,并提出了进一步的研究方向和研究重点。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN248

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