一种增强激光等离子体光谱的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种增强激光等离子体光谱的方法及系统，S1：获取焦点处激光光斑的直径和激光等离子体冲击波的阴影图；S2：获取激光等离子体冲击波的轮廓数据，选取等离子体边缘开始呈现消散状态前的数据；S3：建立约束腔；S4：比较各个约束腔下谱线强度的增强倍数，选取增强倍数最高的约束腔作为最优约束腔；S5：建立金属基板；S6：对最优约束腔和金属基板进行表面处理。本发明专利技术通过激光等离子冲击波的膨胀演化信息，确定用于限制冲击波扩散的最优约束腔，并根据光斑直径和最优约束腔参数建立金属基板，考虑冲击波传播形状和尺寸，对表面进行处理，从而增强冲击波回到等离子体内核的反射效果，继而增强等离子体内部粒子碰撞次数，实现LIBS光谱的增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种增强激光等离子体光谱的方法及系统，属于光电检测。

技术介绍

1、激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,简称libs)是一种激光烧蚀光谱分析技术，该技术将超短脉冲激光聚焦样品表面，当激光脉冲的能量密度大于击穿阈值时形成等离子体，等离子体向外辐射特定频率的光子，通过光纤光谱仪采集光谱发射信号，分析谱图中元素对应的特征峰强度即可用于样品的定性以及定量分析。

2、libs技术具有制样简单、样品损耗小、检测范围广、实时便捷等优点，在工业、农业、医疗、地质等各个领域都有广阔的应用前景。目前libs技术主要应用于固体中元素检测，针对水溶液中元素检测较少。但是，水溶液中微量元素的含量又可以直观反映生态系统的状态。因此检测水溶液中微量元素，判断其是否超标对生态环境以及生物健康是至关重要的。

3、传统libs技术在水溶液检测中存在检测灵敏度底、谱线背景噪声高等缺点，影响检测的准确度和精度。针对libs技术的缺点，现有技术中采用不同的光谱增强方法来提高检测灵敏度和精度，例如双脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述S1的具体步骤为，将激光聚集至金属板上，测量金属板上的激光光斑直径D；将液体样本放置在金属板上，激光垂直辐照样本后诱导击穿产生等离子体，进而产生冲击波，并记录激光诱导等离子体冲击波膨胀的时间演化阴影图。

3.根据权利要求2所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述S2的具体步骤为，由于激光是垂直辐照液体样本，并且承载液体样本的金属板有限制效果，因此冲击波膨胀的阴影图呈现半椭圆形，将不同时间节点的阴影图转化为对应实际距离，以获取...

【技术特征摘要】

1.一种增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述s1的具体步骤为，将激光聚集至金属板上，测量金属板上的激光光斑直径d；将液体样本放置在金属板上，激光垂直辐照样本后诱导击穿产生等离子体，进而产生冲击波，并记录激光诱导等离子体冲击波膨胀的时间演化阴影图。

3.根据权利要求2所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述s2的具体步骤为，由于激光是垂直辐照液体样本，并且承载液体样本的金属板有限制效果，因此冲击波膨胀的阴影图呈现半椭圆形，将不同时间节点的阴影图转化为对应实际距离，以获取冲击波前沿传播的实际距离，长半轴记为为l，短轴记为d；选取等离子体边缘开始呈现消散状态前的数据。

4.根据权利要求3所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述s3的具体步骤为，根据s2选取的等离子体边缘开始呈现消散状态前的数据，建立约束腔：长半轴l＝l，短轴d3＝d，以长半轴为对称轴旋转获得半椭球形约束腔；

5.根据权利要求4所述的增强激光等离子体光谱的方法，其特征在于：所述s5建立金属基板的具体步骤为，金属基板底面边长a1大于约束腔直径a3，金属基板的凹槽直径d2等于激光光斑直径d，凹槽高度h1＝0.5mm-1mm，金属基板的榫头高度为约束腔榫槽高度h2，金属基板榫头直径为约束腔短轴d3。

6.一种实现增强激光等离子体光谱方法的系统，包括激光烧蚀模块(1)、光谱收集处理模块(2)、时序控制模块(3)和中央处理器(4)，所述时序控制模块(3)控制激光烧蚀模块(1)和光谱收集处理模块(2)之间的时序同步，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟艳群，赵盈，周铭煜，陈羽，孙瑶瑶，王帅，陈梁，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：