遠程激光誘導等離子體及拉曼光譜技術研究.pdf

1、近年來,隨著人類社會的進步,地外星體探測項目、礦物質資源探尋手段以及分子結構研究課題,得到了前所未有的發(fā)展,相關技術在社會生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要的作用,其中,激光誘導擊穿等離子體光譜(LIBS)技術和激光拉曼光譜(LRS)技術作為新興的物質元素分析和分子結構檢測的重要手段,以其各自特有的優(yōu)點,吸引了越來越多研究者的目光。同時,由于對元素探測和物質分析研究程度的不斷深入,人們對于探測方法的便利性、準確性提出了越來越高的要求,也更加注重探測手

2、段在復雜生產(chǎn)條件下的實用性。
　　目前大多數(shù)的LIBS技術仍然需要將待測樣品取回實驗室進行檢測,這就使得物質元素檢測的實時性和非接觸性所體現(xiàn)的價值大打折扣。在礦物資源探測作業(yè)中,經(jīng)常會遇到未知礦物含量的陡峭崖壁,野外作業(yè)人員無法進入不明礦洞等危險作業(yè)區(qū)域,這就容易造成無法取樣或取樣數(shù)量有限的情況,給國家礦物資源勘探工作和相關人員的安全帶來不利影響。遠程LIBS探測技術可以很好地發(fā)揮LIBS的實時性、遠距離非接觸性等探測優(yōu)勢,解決遠

3、距離物質元素定性和定量分析的困難。而LRS技術是新型的、發(fā)展中的分子結構檢測分析手段,共同研究遠程LIBS探測技術和LRS技術,可以為實現(xiàn)物質元素檢測和物質分子結構的雙重檢測功能奠定基礎。
　　本文首先研究并搭建了一套遠程LIBS檢測系統(tǒng),采用線寬測量、波長對比、采樣延時、燒蝕孔效應以及光譜展寬比對等多種手段綜合校準遠距離測量系統(tǒng)的檢測誤差;而后對10米外的未知巖石進行了光譜檢測和元素定性分析,分類配制了定標化學樣品,優(yōu)化了傳統(tǒng)的

4、光譜分析方法,分別重新設計了一套單一元素光譜定量法和一套基于不同類元素多離子態(tài)的對比定量法,利用這些新方法對遠距離未知礦石中所含的Cu元素和Ba元素進行了定量分析,設計了化學實驗相互比對部分,并且對誤差進行了分析處理。同時研究了非金屬元素對重金屬元素激光等離子體的基體效應(matrix effect),經(jīng)過試驗,從粒子濃度、等離子體溫度等方面分析了C、O等非金屬元素基體效應對重金屬元素測量的各類影響,得到了基體效應拐點溫度等關鍵參數(shù)。<