第31卷，第9期 2011年9月
光谱学与光谱
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31,No, 9, pp2361-2365 September, 2011
预制小孔对激光诱导不锈钢等离子体辐射的增强作用
陈金忠，玉世娟，孙
江，李旭，王春生
河北大学物理科学与技术学院，河北保定071002
摘要为了研究预制小孔对激光诱导不锈钢等离子体辐射特性的影响，在常压下空气中，利用高能量玻璃脉冲激光烧蚀不锈钢样品，由组合式多功能光栅光谱仪和CCD光谱采集处理系统记录等高子体光谱，并通过测量光诺线的强度和半高全宽度分别计算了等离子体电子温度和电子密度。研究结果表明，当一束高能量激光(5J)作用于表面放置直径为1.5mm、深度为0.8mm的预制小孔的不锈钢样品时，激光等离子体发射的谱线强度提高了71.5%125.8%，光谱信背比提高了7.6%~18.5%；面等离子体温度和电子密度分别提高了1200K和1.21×10"cm-*，证明了预制小孔对激光诱导不锈钢等离子体辐射有明显的增强作用。
关键词预制小孔；激光诱导等离子体；弱射强度；不锈钢样品
中图分类号：0433.2 引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)09-2361-05
nm，单透镜照明方法（了=79mm，1：1成像），光谱采集与处理系统等，实验装置如图1所示。
Laser power supply
激光诱导击穿光谱技术（laser-inducedbreakdownspec-
troscopy，LIBS)是一种很有发展潜力的物质成分检测方法，它的主要优点是操作简单、分析速度快、运行成本低，对检测任务的适应能力强，在工业过程控制)，环境监测废弃物处理(")、医学诊断学(".")、海洋学(闽、空间研究(等许多领域都有应用。与其他常用光谱检测方法相比，LIBS的检测极限有待降低，以满足痕量元素分析的需要。为了提高激光诱导等离子体的辐射强度，改善发射光谱质量，对激光等离子体的形成和膨胀过程进行约束是一种有效途径(] 本实验在不锈钢样品表面上放置带有预制小孔的碳片，起到对等离子体的空间约束作用，从而提高了激光诱导等离子体的辐射强度，并研究了辐射增强的机理，
实验部分
仪器和工作条件 1.1
主要实验仪器有；NDZ-10型敏玻璃脉冲激光器，激光波长为1064nm，输出能量～5J，脉冲宽度0.7ms，功率密度6.86X10°W·cm，WDS-8型组合光栅光诺仪，光栅刻线1200L·mm，闪耀波长250nm，工作光谱区200～900
Delay
Laserbeam Nd'gas lase
Reflecting mirro
Computer
generator
Speetromete
Detector controller
Lens
Lens Sample
Fig1
Schematic diagram of experimental setup
1.2方法
采用高能量玻璃脉冲激光激发诱导等离子体，重复频率为1次/3min，样品室位于一个三维可调的平台上，小能量的He-Ne激光器配合CCD作为监视系统，精确瞄准激光作用于样品表面的位置。实验材料为国家标样一不锈钢（编号：GBW(E)010203)，由粒度为360目的砂纸打磨后，用乙醇清洗风干后备用。预制小孔的制作；在碳片上用不同规格的微型钻头钻出小孔，直径(d)分别为1.0，1.2，1.5，1.8 和2.0mm，然后用砂纸将带有小孔的碳片磨成厚度(h)分别为0.6，0.8和1.0mm的规格，示意图如图2所示。
收稿日期：2010-12-20，修订日期：2011-03-26
基金项目：国家自然科学基金项目(10804025）和河北省自然科学基金项目（A2006000951)资助
作奢简介：陈金忠，1954年生，河北大学物理科学与技术学院教授万方数据
e-mail; chenjinzhongcn@126.com