基于一种新的光束成型方法的激光诱导分解光谱学的定量分析改进
Guanghui Chen1, Peichao Zheng1, Jinmei Wang1
1Chongqing Municipal Key Laboratory of Photoelectric Information Sensing and Transmission Technology, School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing, 400065, China.
使用圆柱形镜头的新型,低成本的光束成型方法通过增强信号强度和减少不确定性,显著改善了激光诱导分解光谱 (LIBS). 这一进步使得LIBS对于钢合金等材料的定量分析更加可靠.
科学领域:
- 频谱学是一种光谱学.
- 激光物理 激光物理
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 激光诱导分解光谱 (LIBS) 由于信号不确定性和低灵敏度而面临商业化挑战.
- 矩阵效应,自我吸收和环境因素有助于LIBS信号的变化.
- 现有的光束成型光学,如衍射光学元件 (DOE),是昂贵的,并且仅限于特定的激光参数.
研究的目的:
- 开发一种简单,低成本的光束造型方法,以提高LIBS定量分析性能.
- 为了提高除效率并减少等离子体屏蔽效应,以获得更强,更稳定的LIBS信号.
- 调查大约平顶光束 (AFTB) 对LIBS信号强度和不确定性的影响.
主要方法:
- 设计了一种使用平面-形和平面-形圆柱形镜头的新型光束造型器.
- 将高斯波束 (GB) 转换为具有均能量分布的近似平顶波束 (AFTB).
- 将AFTB应用于钢合金样本的LIBS分析.
主要成果:
- 钢合金样本中微量元素的确定系数 (R2) 在0.9658.8以上得到改善.
- 根的平方平均误差 (RMSE) 和平均相对误差 (ARE) 显著减少,分别减少了一半和五倍.
- 使用AFTB的检测极限 (LOD) 略低于使用GB.
结论:
- 拟议的圆柱形镜头光束成型方法有效地增强了LIBS定量分析.
- 这种低成本的方法提供了一个实际的解决方案,以提高LIBS信号强度并减少不确定性.
- 开发的光束造型器显示了促进LIBS商业化和分析能力的巨大潜力.
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