第31卷，第5期 2011年5月
谱
学与光
谱分
析
光
Spectroscopy and Spectral Analysis
激光诱导击穿光谱在塑料分类中的应用
刘凯，王茜*，赵
华，肖银龙
北京理工大学光电学院，北京100081
Vol.31,No.5.pp1171-1174
May,2011
摘要利用波长为266nm紫外激光器获得四大类塑料样品（HDPE，LDPE，PET，NYLON)的诱导击穿等离子光谱（波长范围652～780nm)，以NIST原子发射谱线数据库作为参考，对其中的主要元索特征谱线进行标定。采用化学计量学中的主成分分析法对光谱数据进行处理，并通过交互验证法建立样品的主成分分析模型，分析主成分的选取对模型的影明。结果显示，激光诱导击穿光谱技术结合化学计量方法能够准确的区分识别不同的塑料样品，验证了该方案用于快速建模分类的有效实用性，对于塑料的回收分类具有重要应用价值。
主成分；激光诱导击穿光谱；塑料；分类
关键词
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)05-1171-04
Nd：YAG四倍频紫外激光器，波长为266nm，脉冲宽度为 3～5ns，单次脉冲最大能量为15mJ，内臀光学衰减器。激光产生后，经过凹面镜（直径25mm，焦距100mm）拓展成
激光诱导击穿光谱（laser-inducedbreakdownspectrosco Py，LIBS)技术是基于激光诱导物质等离子体发光来操测物质成分的一种分析方法"]，是现代激光技术和光谱技术相结合的产物，在分析物质组成成分方面有非常强的技术优势。 20世纪90年代中期以后，随着激光技术和光谱技术的发展， LIBS技术在欧美得到广泛的研究及应用24)]。目前，废旧塑料制品造成的白色污染日益严重，塑料制品的回收开始受到人们的关注。如何利用LIBS技术实现塑料制品的实时在线自动准确分类，成为塑料回收业的一个重要课题，也成为 LIBS技术的一个重要应用方向[5.6]
化学计量学作为一种数据处理和解析的方法，在光谱分析方面的应用日益广泛，本文研究了如何利用化学计量学的方法，对塑料的激光诱导击穿光谱进行分类。文中采用主成分分析法（principlecomponentanalysis，PCA）对几种塑料的激光诱导击穿光谱进行处理，建立了PCA模型，分析了主成分对模型的影响和误差，并对该方法提出了改进方案。
1实验 1.1
实验装置
实验装置如图1所示。等离子体的激发光源为调Q脉冲
收稿日期：2010-08-12，修订日期：2010-11-18 基金项目：国家白然科学基金项目(60978035)资助
直径为20mm光束，然后通过凸透镜（直径25mm，焦距150 mm)案焦在50cm外的样品台上，另一侧，凸透镜（直径25 mm，焦距150mm）收集信号并聚焦到光纤端面，由光纤传输到光谱仪中进行分析，结果显示在与光谱仪连接的电脑上。光谐仪为TriAx320(德国JobinYron公司生产），600个光栅刻线，中心波长为720nm，光谱范围650~780nm，门宽100um，曝光时间为0.09s，采用单次扫描。
样晶台 2
接收光学系统
光纤
聚焦充学系统
Nd: YAG 紫外激究器
TriAx320 充谱仅
Experimental equipment
Fg1
实验时仪器和样品置于标准大气环境中，光谱仪延时 200ns，以减少等离子体连续辐射的影响，采用origin8.0进
行数据处理。 1.2实验样品
样品选用LDPE(low density polyethylene)，HDPE(high
作者简介：刘凯，1987年生，北京理工大学光电学院物理电子学硕士研究生
·通讯联系人
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