激光誘導(dǎo)擊穿光譜(libs)是一種用于材料成分分析的光譜測(cè)定技術(shù),具有快速、原位、實(shí)時(shí)和簡(jiǎn)單樣品制備等優(yōu)點(diǎn)。然而,傳統(tǒng)透鏡式傳輸libs具有體積大、無法柔性傳導(dǎo)激光等缺點(diǎn)。為了解決這一問題,近年來研究人員提出利用光纖來傳輸libs中所需的高能脈沖激光,即光纖傳能激光誘導(dǎo)擊穿光譜(fo-libs)技術(shù)。fo-libs設(shè)備集成度高,能適應(yīng)復(fù)雜的檢測(cè)環(huán)境或者遠(yuǎn)程檢測(cè)。然而,由于光纖傳導(dǎo)激光能量閾值相對(duì)較低,其激發(fā)的光譜存在強(qiáng)度弱和自吸收效應(yīng)問題,導(dǎo)致fo-libs的檢測(cè)精度不高。
實(shí)驗(yàn)裝置圖(a)和自定義等離子體系統(tǒng)坐標(biāo)軸(b)
武漢光電研究中心激光*制造技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)libs研究組郭連波副教授帶領(lǐng)碩士生魯婉婕等人,針對(duì)光纖傳能激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)進(jìn)行了深入研究,提出了利用空間分辨技術(shù)來觀察等離子體形貌、提升定量檢測(cè)精度和抑制自吸收效應(yīng)。以鋁合金中鐵、鎂、鋅三種元素為例,分析空間分辨fo-libs,對(duì)定標(biāo)曲線和自吸收程度的影響。結(jié)果表明,將空間分辨技術(shù)用于fo-libs,選擇等離子體中佳采集點(diǎn),能顯著提升定量分析的準(zhǔn)確度,將交叉驗(yàn)證均方根(rmsecv)分別從0.388,0.348,0.097 wt.%提升到0.172,0.224,0.024 wt.%;同時(shí),這一方法也能顯著抑制自吸收效應(yīng)。
2018年1月12日,相關(guān)研究成果發(fā)表在美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)旗下期刊optics express上(w.j. lu, z.h. zhu, y. tang, s.x. ma, y.w. chu, y.y. ma, q.d. zeng, l.b. guo, y.f. lu, and x.y. zeng, accuracy improvement of quantitative analysis in spatially resolved fiber-optic laser-induced breakdown spectroscopy, opt. express 26, 30409-30419 (2018))。
該項(xiàng)工作得到自然科學(xué)基金(61705064)、湖北省*項(xiàng)目(b2016183)和湖北省自然科學(xué)項(xiàng)目(2018cfb773)的資助。
(原文標(biāo)題:光纖傳能激光誘導(dǎo)等離子體光譜檢測(cè)研究新進(jìn)展)