时间分辨飞秒激光诱导击穿光谱的设计与研究

摘要：

激光诱导击穿光谱(LIBS)具有样品无需预处理,操作简单,分析快速等优点,已在多个领域获得应用.实验搭建了飞秒激光诱导击穿光谱(Fs-LIBS)装置,使用波长800 nm,脉宽100 fs的飞秒激光器作为激发光源,门控ICCD作为检测器.LIBS用于检测静态液体时会发生液体波动飞溅等问题,信号较差,该实验以液体射流的方式进样,以NaCl标准溶液为模型体相,Na(Ⅰ)589.0 nm为分析线进行测试.该实验采用时间分辨LIBS的方法,考察了飞秒激光作用于样品后的LIBS发射光谱随时间的演化,发现在激光脉冲作用于样品表面40 ns后Na原子发射谱线达到最强,信背比也同时达到最大值.表明飞秒脉冲激发的LIBS可以通过时间分辨,有效消除宽带背景发射的影响,更高效地对样品中的待测目标进行检测.研究了激光激发功率、ICCD门宽、激光焦点到样品表面距离等实验条件对LIBS信号强度和信噪比的影响,并优化了实验参数.在延迟时间40 ns、激发功率100 mW、门宽5μs、焦点位于样品前表面的最佳实验条件下,测试了海水样品的LIBS光谱和Na含量,检测了不同浓度NaCl标准溶液,并绘制了Na(Ⅰ)589.0 nm的定标曲线,得到NaCl标准溶液中Na元素的检测限为0.98 mg·L-1.实验结果表明,LIBS技术满足快速、实时检测元素的要求,可以用于研究等离子体动力学演化过程,实现元素的定性和定量分析.

关键词：飞秒激光诱导击穿光谱、时间分辨、NaCl溶液、液体射流、检测限

所属期刊栏目：43

分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1083-1087