等離子體光譜檢測方案

應用中心等離子體光譜檢測方案

等離子體光譜檢測方案

Detection Methods

? ? 等離子體常被視為除去固、液、氣外,物質存在的第四態,是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質。

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??? 等離子體的形成通常認為有三種電離方式:

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??? 1、光電離?? 激光的單光子能量大于介質原子的電離能時,可發生單光子吸收電離,一般發生于激光的波長較短的情況下。若原子的電離勢達到光子能量的數倍時,可發生多光子吸收效應而電離,即原子和分子吸收兩個或兩個以上的光子而電離。

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??? 2、熱電離?? 在高溫的情況下,原子的熱運動速率很大,攜帶很高的能量,這樣原子間相互碰撞,使原子的外層電子能夠脫離核的束縛而電離。

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??? 3、碰撞電離?? 帶電粒子在激光電場下加速獲得能量,與其它原子發生碰撞,若原子中的電子獲得足夠多的能量脫離原子的束縛,發生電離,隨著帶電粒子的增多,最終發生雪崩電離,物質被擊穿,形成致密等離子體。

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??? 激光誘導擊穿光譜法(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)簡稱為LIBS,是一種最為常用的激光燒蝕光譜分析技術。激光經透鏡聚焦在氣態、液態或固態樣品上,當激光脈沖的能量密度大于擊穿門檻能量時,就會在局部產生等離子體,稱為激光誘導等離子體。用光譜儀直接收集樣品表面等離子體的發射譜線信號,從理論上可以根據發射光譜的強度進行定量分析。

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???? 激光誘導等離子體光譜技術在近30年內取得長足發展,成為原子光譜分析陣營中的一顆明星,已被廣泛地應用到多個領域,如鋼鐵成分在線分析、宇宙探索、環境和廢物的監測、文化遺產鑒定、工業過程控制、醫藥檢測、地球化學分析及美國NASA的火星探測 計劃CHEMCAM等,并且開發出了許多基于LIBS技術的小型化在線檢測系統。

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