长春工业大学电气与电子工程学院, 吉林 长春 130012
通过光谱成像及等离子体监测技术,研究了基于碳(C)元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,并对样品的烧蚀质量和重复加热进行了深入研究。研究结果表明,单双脉冲LIBS下的C元素的谱线强度明显不同。双脉冲信号增强的原因不只是烧蚀质量的增加,还在于双脉冲信号再次加热的物理变化使等离子体形成的环境发生了变化。
激光技术 激光诱导击穿光谱 谱线增强 烧蚀质量 重复加热 激光与光电子学进展
2018, 55(2): 021406
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
3 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
为了研究再加热双脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)对信号的增强机制, 分别采用单脉冲LIBS和再加热双脉冲LIBS两种方式烧蚀合金钢样品产生等离子体, 利用高分辨率的中阶梯光栅光谱仪采集等离子体发射光谱信号, 同时用快速成像ICCD相机观测等离子体形态的变化, 研究了两种烧蚀方式下等离子体的时空演变特性。通过比较两种烧蚀方式下等离子体产生初期光谱信号和图像的时间演变规律, 发现再加热双脉冲LIBS提高了等离子体温度, 且当信号采集延时等于再加热双脉冲的脉冲间隔时, 等离子体温度的衰减速率发生变化; 再加热双脉冲LIBS使等离子体图像强度增加, 等离子体的中心区域高度和宽度分别增大了23.5%和15.1%。空间分布的研究结果表明, 与单脉冲LIBS相比, 当到样品表面的距离大于0.6 mm时, 等离子体中的Fe Ⅱ和N Ⅰ谱线强度有较明显的增强, 而Fe Ⅰ谱线在空间不同位置处的增强程度都较小, 局部区域有减小的现象; 再加热双脉冲LIBS使等离子体温度增加了约2 000 K, 等离子体中产生了一个较大的高温区域。综合时空演变的实验结果说明再加热双脉冲对光谱信号增强的机制主要是由于第二束激光对第一束激光烧蚀样品产生的等离子体再次激发, 使等离子体温度增加, 进而引起等离子体辐射强度增加。
再加热双脉冲 激光诱导等离子体 时空演变 Reheating double pulse Laser-induced plasma Temporal and spatial evolution
1 安徽大学特种电视技术研究中心, 安徽 合肥 230088
2 安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230039
3 中船重工集团七二三研究所, 江苏 扬州 225001
中值滤波可以有效的消除随机噪声,均值滤波对高斯噪声的去噪效果显著,在轧钢加热炉中这两种噪声同时存在。提 出将图像预处理技术应用在加热炉的钢坯图像中,实验表明这种方法在去除噪声同时很好的保持了图像细节。
加热炉 随机噪声 高斯噪声 中值滤波 均值滤波 图像预处理 reheating furnace random noise Guassian noise median filtering mean filtering image pre-processing
