激光诱导等离子体光谱法
激光诱导等离子体光谱法（LIPS）元素分析钢铁成分分析定量分析
激光诱导等离子体光谱法（LIPS）元素分析钢铁成分分析定量分析激光诱导等离子体光谱法(LIPS)论文：用激光诱导等离子体光谱法分析碳钢样品中碳含量的实验研究【中文摘要】激光诱导等离子体(LIPs)近年来作为光谱源受到广泛关注。
LIPs的光学发射谱( OES ),被称为LIPS ( laser-induced plasma spectroscopy)或者LIBS(laser-induced breakdown spectroscopy),已经成为元素分析的有力工具。
作为一种光谱分析技术,LIPS已经证明了它的独特的多功能性,它允许对几乎任何材料进行快速的少接触的分析,因此可以用这种技术应对许多不同实际问题中的特殊要求。
本文研究的是将LIPS应用于钢铁的成分分析,为将来LIPS用于钢水成分的在线分析打下实验基础。
论文对激光诱导等离子体光谱法在国内外的发展作了系统的论述,着重调研了激光诱导等离子体光谱法在金属冶炼中的应用实例。
介绍了激光诱导等离子体光谱法分析元素含量的基本原理。
基于激光诱导等离子体光谱法的理论基础,结合钢水成分分析的实验目标,搭建了LIPS的实验平台。
在此平台上,对固态碳钢样品进行了定量分析分析,实验得到了固态碳钢样品的定标曲线,检测限460ppm。
实验分析了碳钢样品在熔融状态下的碳谱线,对影响液态碳钢定量分析的因素进行了分析。
此外,还对影响谱线强度和...【英文摘要】Laser-induced plasmas (LIPs) have acquired great interest in recent years as spectroscopic sources. The optical emission spectroscopy (OES) of LIPs, which has been called laser-induced plasma spectroscopy or laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has become a powerful tool for the elemental analysis. As an analytical technique, LIBS has demonstrated its unique versatility, allowing fastcontact-less analysis of almost any type of material and the possibility to adapt the technique to the special requir...【关键词】激光诱导等离子体光谱法(LIPS) 元素分析钢铁成分分析定量分析【英文关键词】Laser induce plasma spectroscopy (LIPS) elemental analysis steel analysis quantitative analysis 【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】用激光诱导等离子体光谱法分析碳钢样品中碳含量的实验研究摘要3-4ABSTRACT4第一章绪论7-26 1.1 激光诱导等离子体光谱法的简介7-11 1.2激光诱导等离子体光谱法的特点和应用前景11-16 1.2.1 激光诱导等离子体光谱法的特点11-13 1.2.2 激光诱导等离子体光谱法的应用前景13-16 1.3 LIPS在金属冶炼行业的应用实例16-19 1.4 本文的研究内容19-20参考文献20-26第二章激光诱导等离子体光谱法分析物质元素含量的方法26-44 2.1 激光诱导等离子体光谱的物理过程26-29 2.1.1 激光烧蚀作用和等离子体的产生26 2.1.2 激光和等离子体相互作用26-27 2.1.3 等离子体发射光谱27-29 2.2 等离子体发射光谱分析的两个基本概念29-31 2.2.1 光学薄条件29-30 2.2.2 局域动力学热平衡（LTE）30-31 2.3 激光诱导等离子体光谱的实验要点31-34 2.3.1 空间整体测量和空间分辨测量31-32 2.3.2 时间整体测量和时间分辨测量32-33 2.3.3 对LIPS产生影响的其他实验因素33-34 2.4 定量分析理论34-40 2.4.1 传统定标方法34-36 2.4.2 自定标方法36-40参考文献40-44第三章 LIPS的实验装置44-54 3.1 脉冲激光器44-45 3.2 激光聚焦和光谱采集的光学系统45-48 3.3 光谱仪48-50 3.4 时序控制系统50-51参考文献51-54第四章应用LIPS方法分析碳钢中碳含量的实验研究54-71 4.1 实验装置系统54-56 4.2 实验装置参数对实验结果的影响56-65 4.2.1 激光参数及其对LIPS谱线的影响56-58 4.2.2 光谱仪延迟时间的改变对LIPS谱线的影响58-62 4.2.3 样品到透镜距离对LIPS谱线的影响62-64 4.2.4 环境气体对LIPS谱线的影响64-65 4.3 固态碳钢样品的碳含量定量分析实验65-68 4.3.1 固态碳钢样品的谱线分析65-66 4.3.2 固态碳钢样品的碳含量定标曲线66-68 4.4 钢水的LIPS谱线分析68-70参考文献70-71第五章总结与展望71-73硕士研究生阶段发表的文章73-74致谢74。
激光诱导击穿光谱技术
激光诱导击穿光谱技术（LIBS ）姓名：李记肖学号：3114313040班级：电子硕4128班邮箱：465471316@1激光诱导击穿光谱技术（LIBS ）简介激光诱导击穿光谱技术（Laser Induced Breakdown Spectroscopy ）简称为LIBS，是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。
自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后，激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于多个领域，如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析，以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等，并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。
2LIBS发展概况自1960年世界上第一台红宝石激光器问世，两年后Brech和Cross就实现了固体样品表面的激光诱导等离子体，开启了LIBS技术的历程。
1963年，调Q激光器的发明大大促进了LIBS技术的发展，这种激光器的单个短脉冲具有极高的功率密度，足以产生光谱分析所需的激光等离子体。
因此调Q激光器的发明被称为LIBS技术诞生的标志。
1965年Zel ' dovichnd Raizer把LIBS技术的应用延伸到气体样品。
70年代初，Jarrell-Ash和Carl Zeiss制造了世界上第一台工业应用LIBS设备，需要说明的是，这套LIBS设备中，短脉冲激光用于烧蚀样品，然后用电弧激发样品。
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）曾致力于LIBS分析技术的机理研究和应用，在1987年将其应用于乏燃料后处理工艺中铀浓度分析。
在八十年代，LIBS被应用于液体样品以及分析土壤中的金属及污染物。
德国卡尔斯鲁厄核中心从上世纪90年代初开始，致力于将LIBS应用于高放废液玻璃固化工艺控制分析，获得巨大成功，随后模拟高放废液玻璃固化体中27种元素的实时定量分析。
激光诱导等离子体光谱法(LIPS)测定不锈钢中微量元素
激光诱导等离子体光谱法(LIPS)测定不锈钢中微量元素李静，翟超，张仕定，张鉴秋，孟祥儒摘要：激光诱导等离子体光谱技术(LIPS)是一种非接触式实时检测技术，将其用于对钢铁成分检测，可满足大型钢铁企业高速化、连续化、自动化生产要求。
以波长为1064 nm的Nd：YAG调Q固体激光器为激发光源，ICCD为探测器，标准不锈钢1Crl8Ni9Ti系列为样品在建立的LIPS实验装置上对样品中微量金属元素铝、锰、钴、钼和钛的含量进行了测量。
实验中通过对m工作的延迟时间和积分时间的合理设置得到高信噪比的谱线信号，在光谱数据处理时采用了基于基体效应的内标法。
实验结果显示，测量元素的浓度与定标元素铁的浓度之比与它们的谱线强度之比均呈很好的线性关系，测试的五种微量元素探测极限不大于150µg·g¹。
激光诱导等离子体光谱分析(1aser-indueed plasma spectroscopy，简称LPS)是基于激光与材料相互作用物理学与光谱学的一项新兴物质成分和浓度分析技术，它是采用高功率激光器烧蚀材料产生等离子体，对等离子体辐射的光谱进行成分分析，可用于对固体、液体和气体成分以及浓度的测量。
钢铁工业是基础产业，是国民经济发展的命脉。
钢铁中不同成分含量影响到材料本身的机械性能、工艺性能和物理化学性能。
目前的钢铁成分分析方法有光电直读光谱法、X射线荧光法(XRF)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-ASE)和火焰原子吸收光谱法(FAAS)等。
这些方法需要取样，等待样品冷却，碾碎、磨细样品，对样品表面进行处理，在实验室里操作等条件，消耗大量时间。
LIPS 技术和这些物质分析技术相比具有以下优点：(1)发射一个脉冲就得到一次测量结果，具有实时性、快速性；(2)消耗的样品数量在纳克到毫克范围，基本上不破坏样品；(3)由于脉冲激光器发出的光经透镜可在远处聚焦产生等离子体，故可用于远距离、非接触式分析样品；(4)基本上对样品无需处理或直接由高功率激光本身对样品表面进行烧蚀处理。
激光诱导等离子体光谱技术的发展
激光诱导等离子体光谱技术的发展激光诱导等离子体光谱技术，简称LIPs技术，是一种利用激光诱导等离子体的光谱学分析方法。
随着现代科技的发展，LIPs技术得到了广泛的应用。
本文将从LIPs技术的原理、特点及应用等方面进行论述。
一、LIPs技术的原理LIPs技术是基于光电离和光化学剥离等现象，通过激光维持和产生等离子体，进而实现对样品的分析。
具体原理为：当被激光照射时，样品被光电离或光化学剥离产生离子，这些离子与激光作用，形成等离子体。
等离子体在短时间内达到高温高密度状态，发生复杂的光谱效应，其中包括激发、离解、重新结合以及自发辐射等过程。
这些过程中，发生的光谱现象可以用于对样品进行化学成分的分析。
二、LIPs技术的特点与传统的化学分析方法相比，LIPs技术有其独特的分析特点。
首先，LIPs技术不需要对样品进行前处理，可以直接对样品进行分析。
其次，LIPs技术具有高分辨率和高灵敏度的优点，可以对微量元素进行快速而准确的分析。
此外，受样品物理状态的限制，LIPs技术适用于固态、液态和气态样品的分析，具有广泛的应用范围。
三、LIPs技术的应用LIPs技术已经得到了广泛的应用，主要应用于以下几个方面。
1、材料分析LIPs技术可以在不破坏材料微结构的情况下，对材料的成分、内部结构和含量进行准确的分析。
特别是对于微小部分和表面成分的分析，LIPs技术显得尤为重要，如对于涂层、薄膜、激光刻蚀等物理和化学表面工程的分析。
2、环境监测LIPs技术在环境监测中也有着广泛的应用，主要用于对土壤、空气、水源和污染物等环境因素的分析。
通过对样品中有害元素含量的检测，可以及时发现并解决环境污染问题。
3、人体生命科学LIPs技术在人体生命科学中也有着广泛的应用，主要用于对人体组织和器官的分析。
通过对元素含量的检测，可以提供疾病诊断、药物治疗、人体状况监测等重要信息。
总之，LIPs技术是一种快速、准确、无损的分析方法，具有广泛的应用前景。
激光诱导等离子体的实验研究及其在光谱分析中的应用
第24卷,第2期 光谱学与光谱分析Vol 124,No 12,pp21422192004年2月 S pectroscopy and S pectral Analysis February ,2004 激光诱导等离子体的实验研究及其在光谱分析中的应用赵书瑞,陈金忠,魏艳红,郭庆林河北大学物理科学与技术学院,河北保定 071002摘 要 综述了近几年国内外在激光诱导等离子体方面的实验研究进展,及其在光谱分析中的应用。
着重阐明了在不同的条件下(气体种类、环境气压、激光能量、波长、脉宽、功率密度、观测高度)激光诱导等离子体的形成、辐射、电子温度、电子密度和扩散速度方面的实验研究;另外,激光诱导等离子体用于物质成分分析中,主要阐述了直接采集等离子体的辐射进行固态、液态和气态样品的分析以及激光烧蚀与ICP 光源联用进行的光谱化学分析两个方面,并对影响分析精确度和检出限的因素进行了简要讨论。
主题词 激光诱导等离子体;辐射;光谱分析;ICP 中图分类号:O43315+4 文献标识码:A 文章编号:100020593(2004)022*******收稿日期:2002209228,修订日期:2003201220 作者简介:赵书瑞,女,1973年生,河北大学在读硕士研究生,保定师专物理系助教引 言 近些年来,对激光烧蚀固体表面而诱导的等离子体的研究已引起人们的极大兴趣,在薄膜激光溅射技术、同位素激光富集技术、激光痕量分析技术、表面可蚀和改性以及非晶纳米晶化等研究中都涉及到激光诱导等离子体问题。
因此,对激光等离子体特性的研究与应用已引起许多材料科学工作者的重视。
激光诱导等离子体的形成过程是一个相当复杂的过程,与许多因素密切相关,人们多采用改变实验条件的方法(诸如不同的激光波长、脉宽、能量、靶材料、环境气体的种类与气压以及其他因素)对靶的烧蚀速率,产物平均动能和产物光辐射规律等进行了大量的研究。
本文对激光诱导等离子体的实验研究及其在光谱分析中的应用进行了简要评述。
激光诱导Cu合金等离子体光谱特性实验研究
ｐ ａ ｍ ａ ｓ ｅ ｔ ｏ ｃ ｐｙ ｏ ｕ ｒ ｍ ｌｏ ｌ ｓ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｆｃ ｐ ｕ ａ ｌ ｙ
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河北大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ｉ ｎｖ ｒ ｉ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｉｉｎ ｏ ｒ ａ ｆＨｅ ｅ Ｕ ｉｅ ｓｔ Ｎａ ｕ ａ ｉｎ ｅＥｄｔｏ ） ｙ Ｓ
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第 ３ ２卷
第 ５期
Ｖｏ ． ２ ＮＯ ５ １３ ．
激 光诱 导 Ｃ ｕ合 金 等 离 子体 光 谱 特 性 实 验研 究
董 少 龙 ， 开虎 ， 董 张金 平 ， 旭 ， 庆林 李 郭
（ 北大学 物理科学与技术学 院， 河 河北 保 定 ０ １０ ） ７ ０ ２
摘 要 ： 用调 Ｑ ： 采 Ｎｄ ＹＡＧ 激光 器激发诱 导 Ｃ ｕ合金 的等 离子体 ， 系统 研 究 了等 离子体 光 谱 强度 随 时 间演化特 性 ， 并探 究 了不 同环 境 气氛对激 光诱 导等 离子 体 光谱 强度 的 影响 ． 实验 结果 表 明 ： 噪 比最佳 的延 信
中图分 类号 ： ７ ． １ ０１ ７ ９ 文献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０—１ ６ （ ０ ２ ０ ０ ７ Ｏ １０ ５ ５ ２ １ ） ５— ４ ２一 ５
激光诱导等离子体光谱法(LIPS)及其影响因素
基于LIPS检测铬铁碳含量时影响因素的分析摘要利用聚焦的强激光束入射物体表面产生激光等离子体，对等离子体中原子和离子发射谱进行元素分析叫做激光诱导等离子体光谱法(Laser-induced plasma spectroscopy)，简称LIPS。
由于LIPS测量方法具有许多优点，如不需对样品进行预处理，快速、无损检测，高灵敏度，可以对固体、液体、气体中的悬浮颗粒等进行实时的现场检测，所以这种方法逐渐成为化学分析的一种重要方法。
影响分析检测的主要因素有激光的能量密度，激光的波长，激光脉冲宽度，样品的物理化学性质，以及周围环境气体的性质和压力等的影响。
关键字激光诱导等离子体光谱法(LIPS) 碳元素含量光谱仪影响因素1引言激光诱导等离子体光谱法（LIPS）是基于高强度的脉冲激光与材料相互作用，产生等离子体，对等离子体辐射的光谱分析，获得被测物质的成分和含量，适用于固体、液体和气体样品。
脉冲激光束（脉宽纳秒量级，单脉冲能量几十毫焦）经透镜聚焦后作用于样品表面，能量密度达到GW/2cm以上，辐照处物质蒸发、气化后形成稠密的等离子体，等离子体一般能持续几十微秒后衰减消失。
激光诱导等离子体光谱法装置简便，样品无需预处理，发射一次脉冲能同时测量多种元素，可以实现快速的在线分析，大大提高生产效率，以及实现有毒、强辐射等恶劣环境下远距离、非接触性探测分析。
LIPS 的应用领域非常广泛，在环境保护，地质矿藏勘探，核燃料分析处理钢铁冶金，考古,海洋等领域都有广泛的应用。
2 LIPS的装置与实验结果2.1 LIPS的典型装置典型的LIP S光谱探测系统主要由激光光源、光束传输系统、分光系统、信号接收系统、时序控制系统和计算机等组成。
系统架构示意图如图1所示。
该系统的工作原理为:脉冲激光器输出的脉冲光束经聚焦透镜聚焦到样品表面，样品被烧蚀、蒸发、激发和离化后在样品表面形成高温、高压、高电子密度的等离子体的火花，辐射出包含原子和离子特征谱线的光谱;将等离子体光谱通过光纤导入到分光系统，分光系统后面的信号接收系统采集信号，将光信号转化成电信号输出;经数据处理电路进行滤波、放大、A/D转换、存储等处理过程，然后送入计算机进一步处理。
激光诱导等离子体光谱技术及应用
国内研究进展情况
国内LIPS技术相对起步较晚，目前虽有一些高校及科 研单位从事LIPS技术的研究，但大部分仍偏向于理论 及方法的探索，如对激光等离子体的产生机理，以及 激光脉冲宽度，脉冲能量，环境气体成分，压强大小， 延迟时间等试验条件对等离子体的影响等方面进行了 一定研究，研究目的多为对基础理论的探讨与改进。 作为高新技术产业，国内没有相应的自主研发及集成 的技术企业，相关产品均来自国外。。
目前工作重点： 土壤重金属监测
——车载LIPS 激光元素分析仪
突发环境事件应急监测系统
• 该系统采用激光诱导等离子体光谱技术，利用激 光作为激发源，搭建元素光谱测量系统，可以对 固体、液体、气体中的几乎所有元素做快速定性 定量分析，在突发环境事件中能够快速对空气、 水体、土壤、食品、物品、建筑、植被、生物样 品等进行检测，快速判断环境是否受到污染，并 确定污染元素。
环境监测系统发展方向和长期目标
深入研究LIPS技术，创新分析方法，依靠科技 创新与技术进步，实现无人机空中采样和水下潜航 器采样，完善空气环境和水体环境的重金属检测分 析方法，构建LIPS立体生态环境监测分析系统，提 高生态环境监测立体化、自动化、智能化水平。为 我国初步建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信 息共享的生态环境监测网络做出贡献。
鸣谢： 天津陆海石油设备系统工程有限责任公司 天津市高新技术企业协会节能环保分会
等离子体随着向外界环境膨胀过程而逐渐冷却 ，并发射表征样品组分信息的光谱。
利用光电探测器和光谱仪对等离子体发射光谱 进行采集。
通过解析等离子体光谱，并结合定量分析模型 ，可以得到分析样品组分的类别和含量信息。
国外研究进展情况
美国宇航局喷气推进实验室于2009年发射的火星科学 实验室（Mars Science Laboratory简称MSL），搭载 LIPS仪器ChemCam，用于火星岩石成分的快速实时分 析。 近年来，随着高功率脉冲激光光源、分光系统、探测 器件、高时间分辨测量技术、以及光谱数据处理软件 的迅速发展，LIPS分析机理研究不断深入，应用的领 域逐渐增多。
激光诱导击穿空气等离子体参数的光谱分析法
基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法
基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法1. 引言自吸收量化激光诱导等离子体表征方法是一种先进的分析技术，它结合了激光诱导等离子体发射 (LIBS) 和自吸收谱学 (LIFS)，可应用于多领域的表征和分析。
本文将从深度和广度两个层面对基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法进行全面评估和讨论。
2. 原理和方法2.1 LIBS技术LIBS是一种利用激光诱导等离子体发射光谱进行化学元素分析的方法。
通过激光脉冲将样品表面的物质激发成等离子体，再通过分析等离子体释放出的光谱进行元素组成的定性和定量分析。
2.2 LIFS技术LIFS是一种利用自吸收效应进行分析的谱学技术，它通过激光激发样品，再通过自吸收谱线的位置和强度特征进行样品的识别和分析。
自吸收谱线的位置和强度可以提供样品内部的温度、密度和组成信息。
3. 应用领域基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法在材料科学、环境监测、生物医药等领域具有广泛的应用价值。
在材料科学领域，它可用于金属材料表征和缺陷检测；在环境监测中，可用于土壤和水样品的化学成分分析；在生物医药领域，可用于药物成分的检测和药效的评价。
4. 优势和局限4.1 优势- 非接触式分析方法，无需样品预处理；- 快速，可实现实时分析；- 对多种材料和样品类型具有适用性。
4.2 局限- 样品表面不均匀性对实验结果影响较大；- 集成光学元件高昂，成本较高；- 需要专业的操作和分析人员。
5. 个人观点和应用前景基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法作为一种先进的分析技术，具有在多个领域应用的潜力。
未来，随着相关技术的进一步发展，该方法有望成为分析领域的重要工具，为科学研究和工程实践提供更准确、高效的分析手段。
6. 总结本文全面评估了基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法的原理、方法、应用领域、优劣势以及个人观点和应用前景。
该方法以其独特的分析特点和潜在的应用前景，将在未来的研究和实践中发挥重要作用。
激光诱导等离子体光谱法
激光诱导等离子体光谱法【摘要】激光诱导等离子体光谱分析是基于激光与材料相互作用物理学与光谱学的一项新兴物质成分和浓度分析技术，它是采用高功率激光器烧蚀材料产生等离子体，对等离子体辐射的光谱进行成分分析，可用于对固体、液体和气体成分以及浓度的测量。
本文概述了激光诱导等离子光谱法的发展概况、基本原理、基本特性、仪器装置、应用方向和研究进展，并对该光谱法进行了展望。
【关键词】激光诱导等离子体；基本原理；研究进展1.发展概况激光诱导等离子体光谱分析（1aser-indueed plasma spectroscopy，简称LIPS）自1962年被报道以来，已被广泛地应用到多个领域，如钢铁成分在线分析、宇宙探索、环境和废物的监测、文化遗产鉴定、工业过程控制、医药检测、地球化学分析，以及美国NASA的火星探测计划CHEMCAM等，并且开发出了许多基于LIPS技术的小型化在线检测系统。
LIPS发展可以分为三个阶段：第一个阶段是至自1962年提出到70年代中期，主要是在于研发利用光电火花源产生等离子体的仪器。
第二个阶段是从1980年开始，这种技术重新被人们重视，但实际应用仍然受到笨重的仪器阻碍。
第三个阶段是1983年迄今，激光诱导等离子体光谱开始以缩写形式LIPS，开始被商业公司开发应用。
这种趋势导致分析工作更加集中于发展坚固的、移动的仪器。
此时光纤也被应用于LIPS系统中，主要用于将等离子体发射信息和激光脉冲耦合进光谱仪。
[1]近20多年来，LIPS测量技术在各个行业都有不同程度的应用。
通过改进实验LIPS装置来提高测量精度。
到上个世纪90年代中期开始，一些商业公司便开发出便携式半定量的成品仪器，LIPS仪器开始走向经济型商业化，从而更加有力地深入到各行业的应用中。
[2]2.基本原理图1 等离子体演化示意图脉冲激光束经透镜会聚后辐照在固体靶的表面，激光传递给靶材的能量大于热扩散和热辐射带来的能量损失，能量在靶表面聚集，当能量密度超过靶材的电离阈值时，即可在靶材表面形成等离子体，具体表现为强烈的火花，并伴随有响声。
等离子体 测试方法
等离子体是一种由自由电子和离子组成的高能量、高活性的物质状态，常见的等离子体测试方法包括但不限于以下几种：
1. 发射光谱法：通过测量等离子体发射的光谱线的强度和波长，可以确定等离子体中的元素组成和浓度。
2. 激光诱导荧光法：利用激光激发等离子体中的原子或分子，使其产生荧光，通过测量荧光的强度和波长，可以确定等离子体中的元素组成和浓度。
3. 质谱法：通过将等离子体中的离子引入质谱仪中进行分析，可以确定等离子体中的元素组成和浓度。
4. 光学发射光谱法：通过测量等离子体发射的光谱线的强度和波长，可以确定等离子体的温度和电子密度。
5. 激光干涉法：利用激光干涉仪测量等离子体中的密度波动，可以确定等离子体的电子密度和温度。
以上是一些常见的等离子体测试方法，不同的测试方法适用于不同的等离子体参数和应用场景。
在选择测试方法时，需要根据具体的需求和实验条件进行选择。
药物分析中的激光诱导击穿光谱法
药物分析中的激光诱导击穿光谱法激光诱导击穿光谱法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）是一种在药物分析领域被广泛应用的技术。
它通过激光诱导药物样品产生等离子体，在等离子体形成和衰减的过程中，测量样品中的元素光谱特性，从而实现对药物组分的快速、非破坏性分析。
本文将介绍激光诱导击穿光谱法在药物分析中的原理、应用以及展望。
一、激光诱导击穿光谱法原理激光诱导击穿光谱法利用激光脉冲对药物样品进行瞬时激发，使样品产生等离子体。
当激光脉冲能量足够大时，样品表面的分子、原子等被激发离解为等离子体。
等离子体产生的同时，快速冷却、膨胀，形成一个微小的烟云。
在等离子体形成和衰减的过程中，药物样品中的各种元素会产生不同波长的光谱发射，这些光谱可以通过光谱仪进行测量和分析。
二、激光诱导击穿光谱法应用1. 药物质量控制激光诱导击穿光谱法可用于药物质量控制。
通过测量药物样品中的元素含量，可以准确评估药物的成分和纯度。
这对于保证药物质量的一致性和可靠性非常重要。
2. 药物疗效评估利用激光诱导击穿光谱法可以对药物的疗效进行评估。
不同药物成分对元素含量的影响是不同的，通过分析药物样品中的元素光谱，可以了解药物的成分及其与疗效的关系，为临床治疗提供科学依据。
3. 药物安全监测激光诱导击穿光谱法还可以用于药物的安全监测。
药物中可能存在着一些有害元素或杂质，这些有害成分可能对人体健康产生负面影响。
通过激光诱导击穿光谱法对药物样品进行分析，可以及时检测到其中的有害成分，保障人们用药的安全性。
三、激光诱导击穿光谱法展望激光诱导击穿光谱法在药物分析中具有广阔的应用前景。
随着技术的不断发展和突破，激光诱导击穿光谱法的分析速度将会更快，分析结果将更加准确可靠。
同时，该技术也可以与其他分析方法进行结合，如质谱法、红外光谱法等，以提供更全面、多维度的信息。
总结激光诱导击穿光谱法作为一种非破坏性、快速、高灵敏度的药物分析技术，为药物质量控制、疗效评估和安全监测提供了一种有效的手段。
简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法[发明专利]
![简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/86352b0c19e8b8f67d1cb99e.png)
专利名称：简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法
专利类型：发明专利
发明人：王哲,李政,李立志,侯宗余,袁廷璧
申请号：CN201110218162.9
申请日：20110801
公开号：CN102410992A
公开日：
20120411
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法，可用于激光诱导等离子光谱原理的元素浓度检测。
该方法利用多条待测元素特征谱线强度和表征待测元素总粒子数，利用特征谱线强度比的对数表征温度，利用谱线半高宽表征电子密度，然后利用其波动表征等离子体物理参数的波动，最后建立了反映元素浓度与特征谱线强度以及表征元素粒子数，温度和电子密度波动的量之间关系的定标模型。
对于未知成分的样品进行测量时，根据定标模型可得到待测元素浓度。
由于该定标模型考虑了烧蚀质量，等离子体温度和电子密度对测量信号影响，补偿了由于等离子物理参数的波动造成的光谱强度的波动，测量精度得到很大提高。
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激光诱导等离子体光谱元素成像技术研究进展及其在核材料检测领域的应用
激光诱导等离子体光谱元素成像技术研究进展及其在核材料检
测领域的应用
田雨薇;王远航;高智星;何运;王钊;孙伟
【期刊名称】《中国无机分析化学》
【年(卷),期】2024(14)6
【摘要】激光诱导等离子体光谱(LIPS)元素成像技术以其具备测量不受辐射本底影响、测量速度快、样品制备相对简单、可远程分析放射性样品等优势在核材料检测领域展现出巨大的潜力。
对激光诱导等离子体光谱元素成像技术的成像系统和数据处理两个方面进行综述,并对其研究进展和在核材料检测领域的应用进行综合分析,总结LIPS元素成像技术的优势与面临的挑战,对LIPS元素成像技术在核材料检测领域的发展趋势进行了展望。
【总页数】10页(P739-748)
【作者】田雨薇;王远航;高智星;何运;王钊;孙伟
【作者单位】中国原子能科学研究院核物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O657.88
【相关文献】
1.激光诱导击穿光谱技术在土壤元素检测中的应用
2.激光诱导等离子体光谱法在土壤检测中的应用
3.激光诱导击穿光谱技术在金属元素检测中的应用研究进展
4.基
于激光诱导击穿光谱的元素成像技术研究进展5.激光诱导击穿光谱技术在半导体材料检测方面的应用进展
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等离子体强度测定方法
等离子体强度测定方法等离子体是指一种高温、高电离、高能量的物态，由等量的正离子和自由电子构成。
等离子体在自然界中广泛存在，例如太阳、闪电、电弧等等。
在工业和科学研究中，等离子体也扮演着重要的角色。
例如等离子体切割、等离子体喷涂、等离子体显示等等领域都有应用。
在研究等离子体的过程中，等离子体强度的测定是非常重要的一个参数。
等离子体强度的测定有多种方法，其中较为常用的包括光谱法、电子探针法、毫米波法等。
本文将主要介绍等离子体强度测定方法的原理和应用。
1. 光谱法光谱法是一种常用的等离子体强度测定方法。
该方法通过等离子体内原子或分子的光谱发射强度来确定等离子体的强度。
当等离子体受到外部能量刺激时，原子或分子中的电子被激发到高能级，然后在退回到低能级的过程中，会发射出特定波长的光子。
通过测量这些发射光子的强度，可以确定等离子体的强度。
2. 电子探针法电子探针法是一种直接测量等离子体强度的方法。
该方法通过向等离子体中发射电子束，并测量电子束被散射的角度和能量损失，来确定等离子体中自由电子的密度和温度，从而确定等离子体的强度。
3. 毫米波法毫米波法是一种非常灵敏的等离子体强度测定方法。
该方法通过向等离子体中发射毫米波，并测量毫米波被等离子体吸收和散射的程度，来确定等离子体的强度。
由于毫米波在等离子体中的传播和吸收特性与等离子体的密度和温度有关，因此可以通过测量毫米波的传播特性来确定等离子体的强度。
除了上述三种方法，还有其他一些测量等离子体强度的方法，例如微波法、激光诱导荧光法等等。
这些方法各自有其特点和适用范围，可以根据实际需要进行选择。
在工业和科学研究中，等离子体强度的测定是非常重要的一个参数。
例如，在等离子体切割中，需要控制等离子体的强度和位置，以便实现精确的切割。
在等离子体喷涂中，需要控制等离子体的强度和温度，以便实现良好的涂层质量。
在等离子体显示中，需要控制等离子体的强度和发光特性，以便实现明亮的显示效果。
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图1
2.实验
• 将无水NaCl化学纯、无水KCl化学纯、
无水MgSO4化学纯和无水FeCl3化学纯 与蒸馏水相混和，混合液中FeCl3的浓 度保持1%,改变NaCl、KCl、MgSO4的 浓度,分别倒入滴定管中进行测量。滴 定管固定在夹具上,水流表面位于透镜 焦点前,以防止空气被击穿,影响测量的 谱线强度.
图2
随时间变化,含有MgSO4, NaCl, KCl和FeCl3水溶液样 品的LIPS光谱
为了在同一窗口下获得高信噪比及空 间上可分辨的测量元素与参考元素的谱 线,所取的用于测量Mg、K和Na的谱线窗 口分别如图3、4、5所示。
• 图3为当混合液中含有2%的Mg、
0.5%Na、0.5%K和1%Fe时得到的 377.7~386.7nm范围的谱线,这里以Fe 的382.043nm谱线作为内标线,将Mg的 383.826nm谱线强度与之比较。
图6、7、8
• 分别为测得的Mg的浓度(CMg,浓度范围
0.05%~2%)与Fe的浓度(CFe)之比与它们 的谱线强度之比(I383.826/I382.043),K的 浓度(CK,浓度范围0.5%~2%)与Fe的浓度 (CFe)之比与它们的谱线强度之比 (I404.414/I406.399),Na的浓度(CNa,浓度 范围0.1%~1.5%)与Fe的浓度(CFe)之比与 它们的谱线强度之比 (I330.232+330.299/I329.813),每个数据是 10发平均结果。
FeCl3,并以Fe元素谱线作为定标线, 且水溶液中Mg、K、Na的浓度范围 分别为0.05%~2%、0.5%~2%、 0.1%~1.5%时,测得的Mg、K、Na 浓度与Fe的浓度之比与它们的谱线 强度之比呈很好的线性关系,线性 相关系数分别为0.99783、 0.99402、0.99267。
引言
3.小结
•
由于光谱仪同时测试谱线范围的限制,实验中选 择的测试元素和参考元素的谱线均为非灵敏线,因 而影响了元素浓度探测极限。此外由于室温下溶 解度的限制,影响了最高可探测浓度。故实验中只 对水溶液中Mg、K、Na含量范围分别是 0.05%~2%、0.5%~2%、0.1%~1.5%时进行了 激光诱导等离子体光谱探测实验。结果表明,通过 外加定浓度微量定标元素Fe,水溶液中被测元素的 浓度与Fe的浓度之比与其谱线强度之比呈很好的 线性,线性相关系数分别达到0.99783、0.99402、 0.99267。因此这种采用外加定标元素的激光等离 子体光谱技术在对水溶液中少量金属元素含量测 量中显示出较高的可靠性。
1.实验装置
实验装置布置如图1所示,混合水溶液由滴定 管出,Nd:YAG激光调Q固体激光器(波长 1.064μm,单脉冲能量75mJ,脉宽70ns)发出的 激光经透镜(F数为2.5)聚焦在水流上,形成等 离子体,石英光纤束将等离子体辐射耦合进光 栅光谱仪(光谱仪型号ACTON,SpectraPro 2750,焦距为750mm),由ICCD获得的光谱图 像输入计算机进行处理,脉冲发生器DG535用 于设定ICCD相对于等离子体产生开始工作的 延时时间和积分时间,以去除激光等离子体形 成早期由于连续辐射形成的背景噪声,提高信 噪比。外触发脉冲由激光器提供。微机向 ICCD控制器发出控制信号,控制器将光谱图 像数据传输给微机。
简介（1）
• 1. 激光诱导等离子体光谱分
析技术(laser-induced plasma spectroscopy,即LIPS)是采用 高功率激光烧蚀样品产生等 离子体,等离子体辐射被光谱 仪接受来进行物质成分分析；
简介（2）
• 2. 该技术的特点是样品处理简
单，分析速度快；需要样品量 小，近似无损分析；配合光纤 技术应用，可实现远距离遥测； 在难溶物质分析方面也显示了 方法的优越性。
图4
• 为当混合液中含有0.05%的Mg、
0.05%Na、2%K和1%的Fe时得到 的404.0~407.0nm范围的谱线。这 里以Fe的406.359nm谱线作为内标 线,将K的404.414nm谱线强度与之 比较。
图5
• 为当混合液中含有0.5%的Mg、1%Na、
1%K和1%的Fe时得到的328.3— 331.8nm范围的谱线。由于光谱仪分 辨率的限制,Na的330.232nm和 330.299nm谱线很难分开,但两谱线强 度比值理论上是一常数,故采用将两谱 线强度相加和Fe的329.813nm谱线强 度进行比较。
简介（3）
•3. 该方法具有高检测灵敏度，
可实现在线检测，能够进行 物质的快速定性定量分析。
摘要：
• 1.以Nd:YAG激光调Q固体激光
器为激发光源,在建立的实验装 置上应用激光诱导等离子体光 谱技术对MgSO4、KCl、NaCl组 成的水溶液中Mg、K、Na含量 进行了探测。
摘要（2）
• 2.实验显示,当水溶液中加入1%的
• 对水溶液中金属元素定量分析研究对于环
境水、海水、饮料和血液等液体中微量元 素和重金属元素的含量测定有着重要意义。 采用标定法可以降低测量中的干扰因素如 激光器的能量输出波动,聚焦位置的变动,接 受光纤端部的位置变动等因素的影响,提高 测量的稳定性。由于Fe的原子谱线丰富,覆 盖范围广,常被用作定标元素。针对以氯化 钠、氯化钾、硫酸镁和蒸馏水组成的混合 水溶液,在其中加入定浓度的三氯化铁,并以 铁元素的谱线作为定标线,将测试元素的谱 线强度与之比较,建立浓度与强度关系进行 定量测试。
图6
• 图中拟83293x, x为Mg的浓度 与Fe的浓度之比,I为Mg383.826nm谱 线强度与Fe的382.043nm谱线强度之 比,测得线性相关系数0.99783。同样 得到7、8中数据的线性相关系数分别 为0.99402、0.99267。由图6和图7可 见,测试元素谱线强度相对于标定元素 谱线强度略有高估,拟和直线方程基本 上经过原点。而图8中,由于将Na的两 根谱线强度相加与Fe的谱线强度进行 比较,因而Na的谱线强度显著偏高,故拟 和直线没有经过原点,但依然呈很好的 线性。