第31卷，第10期 2011年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.10.pp2634-2638
October,2011
激光诱导击穿光谱（LIBS)光谱诊断与元素分析及激光功率、
入射角度以及测试距离的改变对结果影响
洋，朱日宏·，沈华，顾金良2
1，南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094 2.南京理工大学弹道国防科技重点安验室，江苏南京210094
摘要激光诱导击穿光谱法(LIBS)在精准识别该样品元索的组成成分和含量的同时，也可以得到该特征元素等离子体的电子温度、粒子质转温度等相义光诺诊断参数。该方法非接触式、低损伤值，借助高速高分辨率响应的CCD探测元件更可以实现实时动态测量。文章基于LIBS的相关原理，对一块事先标定好元索成分的合金进行光谱诊断的同时，发现在改变激光人射角度、激光人射功率和接收端面到测试样品的距离对实验结果将会产生重要的影响。由实验结果表明，利用LIBS不仅可以精准的分析测试对象的元素成分和含量，同时也定量分析了以上实验条件和参数的变化对实验结果的影响并给出相应的理论依据与解释。
关键词激光诱导击穿光谱(LIBS)，等离子体；光电探测器；电子温度
中图分类号：TH811.2
引言
文献标识码：A
DOl: 10. 3964/j. issn. 10000593(2011)10-2634-05
了激光击穿诱导对合金表面的损伤情况。以上结果都标明，利用LIBS对待测样品进行实时非接触式的元素定性定量分析是具有极大优势的。
近代，随着高功率脉冲激光的发明，Brecch和Cross首次采用激光作为原子发射光谱的激发源，这种LEMSA(laser micro emissionspectral analysis）技术就是今大用途广泛的激光诱导击穿光谱法(LIBS)的维形。激光诱导击穿光谱应用元素成分综合分析具有很多优势，如低损伤阀值，非接触式测量，快速简单得到精确结果()。该方法被泛应用到儿平各种材料元索成分测试当中，如合金、陶瓷、玻璃、放射性元索等等[3$)，其应用范明也相当的广阔，例如军事中地雷探测和炸药残留识别、材料分析、环境监测、工业成产控制、考古学、生物医学等16-"]，例如Yun[*-9]等利用I,IBS对密封于玻璃窄器中加热至1200C的放射性化学染料进行元素分析，并将实验结果与等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和 X射线荧光分析(XRF)进行比较。实验结果表明，利用LIBS 方法得到的实验结果精度最高。Dwivediio)等利用LIBS光谱诊断方法对参杂稀有元索的光学玻璃进行元素分析，高精度识别各参杂成分元索类型和含量。MarcelloMAmaraluJ等利用LIBS和光学相干层析(OCT)相结合的方法，对一枚占代钱币表面氧化部分的元素成分进行元索分析，并综合分析
收稿日期：2010-12-02，修订日期：2011-03-22
本文所删述的主要工作内容分为两个部分：第一部分主要是根据LIBS产生机理和相应理论条件，利用工作波长在 1064nm的高功率脉冲Nd：YAG激光器对一块已事先标定其组成成分的合金进行光谱诱导，该特征光谐经过汇聚光路被一根多模光纤接收后导入中阶梯光栅光谱仪中并通过高速分辨的CCD接收得到光谱响应曲线，根据该结果和结合局部热平衡理论计算得到元索的成分分析结果和电子温度大小；第二部分则通过改变激光人射角度、激光人射功率和光线接收端面到样品表面的距离，综合分析这些改变对实验结果的影响。
实验装置 1
利用LIBS实现对合金元紫识别分析的主要实验方案和装置如图1所示，
实验装置的主要组成部分包括一台高功率Nd：YAG脉冲激光器，-一块聚焦透镜，一块高反射率的平面反射镜，待测合金样品，多模光纤一根连接至中阶梯光栅光谱仪，高分
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作者简介：翟洋，1985年生，南京现工大学电子工程与光电技术学院博士研究生
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