1 东华理工大学 江西省质谱科学与仪器重点实验室, 江西 南昌 330013
2 兰州大学 核科学与技术学院, 甘肃 兰州 730000
3 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
为了促进激光诱导击穿光谱技术在核工业领域中的应用与发展，利用飞秒激光对高纯石墨中的钍(Th)元素开展了定量分析研究。采用标准加样法制备了钍含量在0.35%~35.15%范围内的9个分析样品，以类比钍基核燃料中的钍含量。通过改变光谱采集方式、延时条件及调节飞秒激光脉冲能量对实验条件进行优化。在优化的实验条件下，对所有样品进行激发以采集等离子体光谱信息用于定量分析研究。得出以下结果：对比定点激发采集光谱结果，采用靶面连续移动式的光谱重复性好，钍原子(Th I 396.21 nm)谱线强度获得大约2倍的增强，重复测量的相对标准偏差由20.4%降至5.7%；高含量区间内钍元素谱线存在明显的自吸收效应，采用指数函数对整个含量区间与分析线(Th I 394.42 nm、396.21 nm和766.53 nm)强度进行非线性拟合，可以有效获取分析线的饱和阈值；基本定标法适用于饱和阈值以下的含量区间，分析线对较低含量的未知样品的预测分析具有较高的精确度；采用内标法(以C I 247.85 nm线为内标线)，可以实现积分强度和峰值强度与整个区间含量的线性拟合，其中，基于高饱和阈值分析线(766.53 nm)的积分强度能够较好地实现高含量未知样品的含量预测。实验结果说明：飞秒激光诱导击穿光谱技术具有钍基核燃料循环过程中钍含量监测分析的潜力。
飞秒激光诱导击穿光谱 钍 核燃料 定量分析 femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy Thorium nuclear fuel quantitative analysis
厦门大学化学化工学院, 固体表面物理化学国家重点实验室, 谱学分析与仪器教育部重点实验室, 福建 厦门 361005
激光诱导击穿光谱(LIBS)具有样品无需预处理, 操作简单, 分析快速等优点, 已在多个领域获得应用。 实验搭建了飞秒激光诱导击穿光谱(Fs-LIBS)装置, 使用波长800 nm, 脉宽100 fs的飞秒激光器作为激发光源, 门控ICCD作为检测器。 LIBS用于检测静态液体时会发生液体波动飞溅等问题, 信号较差, 该实验以液体射流的方式进样, 以NaCl标准溶液为模型体相, Na(Ⅰ) 589.0 nm为分析线进行测试。 该实验采用时间分辨LIBS的方法, 考察了飞秒激光作用于样品后的LIBS发射光谱随时间的演化, 发现在激光脉冲作用于样品表面40 ns后Na原子发射谱线达到最强, 信背比也同时达到最大值。 表明飞秒脉冲激发的LIBS可以通过时间分辨, 有效消除宽带背景发射的影响, 更高效地对样品中的待测目标进行检测。 研究了激光激发功率、 ICCD门宽、 激光焦点到样品表面距离等实验条件对LIBS信号强度和信噪比的影响, 并优化了实验参数。 在延迟时间40 ns、 激发功率100 mW、 门宽5 μs、 焦点位于样品前表面的最佳实验条件下, 测试了海水样品的LIBS光谱和Na含量, 检测了不同浓度NaCl标准溶液, 并绘制了Na(Ⅰ) 589.0 nm的定标曲线, 得到NaCl标准溶液中Na元素的检测限为0.98 mg·L-1。 实验结果表明, LIBS技术满足快速、 实时检测元素的要求, 可以用于研究等离子体动力学演化过程, 实现元素的定性和定量分析。
飞秒激光诱导击穿光谱 时间分辨 NaCl溶液 液体射流 检测限 Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy Time-resolved NaCl solution Liquid jet Detection limit 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1083
1 长春理工大学 理学院, 长春 130022
2 长春理工大学 化学与环境工程学院, 长春 130022
建立磁约束飞秒激光诱导铜等离子体辐射光谱采集系统, 通过发射光谱法分析磁约束效应对飞秒激光诱导铜等离子体特性的影响.在强度为0.67 T的稳磁场约束下, 等离子体辐射连续谱和分立谱均有增强, 分立谱线增强更显著; 铜原子上能级越高, 其辐射的原子谱线增强因子越大, 具有最高上能级的Cu I 507.6 nm增强因子最大, 为2.8; 等离子体铜原子谱线持续时间明显延长, 在等离子体演化初期, 谱线增强显著, 在较大延时, 谱线增强迅速减弱; 等离子体电子温度和电子密度均有提高.
飞秒激光诱导击穿光谱 磁约束 光谱增强 电子温度 电子密度 Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy Magnetic confinement Spectral enhancement Electron temperature Electron density
1 上海大学理学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
激光诱导击穿光谱（LIBS）技术是一种基于原子发射光谱，能够用于物质快速、现场检测的元素定性定量分析技术。随着激光技术和光谱分析仪器的发展，激光诱导击穿光谱技术得到快速发展，应用领域也在不断扩展。从激光诱导击穿光谱技术的基本原理、工作方式出发，综述了近十年来纳秒激光诱导击穿光谱技术在便携式和远程探测仪器方面的技术进展及其在环境检测、食品安全、生物医学、考古应用、太空探索及同位素检测方面的应用研究进展；总结了飞秒激光诱导击穿光谱技术的优势及其目前的应用研究；综述了飞秒激光成丝诱导击穿光谱技术的基本原理及其应用研究进展。
光谱学 激光诱导击穿光谱 纳秒激光诱导击穿光谱 飞秒激光诱导击穿光谱 飞秒激光成丝诱导击穿光谱 物质成分分析 激光与光电子学进展
2016, 53(5): 050003
中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
采用飞秒激光诱导击穿光谱(fs-LIBS)技术研究了铜铝合金溅射薄膜的时间分辨等离子体光谱特性。测量了0~1000 ns延时和100~1000 ns门宽条件下薄膜的激光诱导击穿光谱(LIBS)，分析了Al I 396.2 nm 谱线的Stark展宽情况，采用定标曲线和自由定标方法对铜铝合金溅射薄膜进行了定量成分分析，并比较了其与靶材成分之间的差异。结合同步瞬态反射率测试对薄膜进行了深度剖析，单脉冲平均取样深度约为90 nm。
光谱学 铜铝合金 溅射薄膜 飞秒激光诱导击穿光谱 定量分析
