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激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化

王金梅 颜海英 郑培超 薛淑文

王金梅, 颜海英, 郑培超, 薛淑文. 激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
引用本文: 王金梅, 颜海英, 郑培超, 薛淑文. 激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
Wang Jinmei, Yan Haiying, Zheng Peichao, Xue Shuwen. Optimization of experimental parameters of laser induced soil plasma spectral radiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
Citation: Wang Jinmei, Yan Haiying, Zheng Peichao, Xue Shuwen. Optimization of experimental parameters of laser induced soil plasma spectral radiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011

激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化

doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
基金项目: 

重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目重点项目(cstc2015jcyjBX0016);重庆市教委科学研究项目(KJ1500436);教育部留学回国人员科研启动基金(教外司留[2015]1098号);重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目一般项目(cstc2016jcyjA0389);重庆邮电大学博士基金(A2016-113)

详细信息
    作者简介:

    王金梅(1981-),女,副教授,博士,主要从事光电检测技术方面的研究。Email:wangjm@cqupt.edu.cn

    通讯作者: 郑培超(1980-),男,教授,博士,主要从事光谱测量技术方面的研究。Email:zhengpc@cqupt.edu.cn
  • 中图分类号: O433.4;TN249

Optimization of experimental parameters of laser induced soil plasma spectral radiation

  • 摘要: 采用激光诱导击穿光谱法(LIBS)对土壤进行了研究。激光器采用的是Nd:YAG脉冲激光器,激光器的输出波长是1 064 nm,脉宽是5.82 ns,激光聚焦在土壤表面产生激光诱导等离子体,通过优化实验参数(ICCD延时、脉冲能量、ICCD门宽、脉冲频率、谱图积累次数)对Ca Ⅱ 393.37 nm和Ca Ⅱ 396.37 nm两条特征谱线强度及信背比的影响,确定实验最佳条件是ICCD延时1 s,激光能量50 mJ,ICCD门宽3.5 s,脉冲频率1 Hz,谱图积累次数100次。在最优实验条件下计算等离子体参数,得出土壤中的等离子体电子温度是11 604 K,土壤的等离子体电子密度是5.1551016 cm-3,经过计算,土壤样品满足LTE条件。这说明,以上关于土壤样品的等离子体参数计算结果是真实有效的。
  • [1] Li Zhanfeng, Wang Ruiwen, Deng Hu, et al. Laser induced breakdown spectroscopy of Pb in Coptis chinensis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1006003. (in Chinese)李占锋, 王芮雯, 邓琥, 等. 黄连中Pb的激光诱导击穿光谱测量分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10):1006003.
    [2] Senesi G S, Senesi N. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) to measure quantitatively soil carbon with emphasis on soil organic carbon. A review[J]. Analytica Chimica Acta, 2016, 938:7-17.
    [3] Pandey S, Martinez M, Hosta J, et al. Quantification of SiO2 sintering additive in YAG transparent ceramics by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)[J]. Opt Mater Express, 2017, 7(5):1666-1671.
    [4] Noll R, Sturm V, mit Aydin, et al. Laser-induced breakdown spectroscopy-From research to industry, new frontiers for process control[J]. Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy, 2008, 63(10):1159-1166.
    [5] Anderson D E, Ehlmann B L, Forni O, et al. Characterization of LIBS emission lines for the identification of chlorides, carbonates, and sulfates in salt/basalt mixtures for the application to MSL ChemCam data[J]. Journal of Geophysical Research Planets, 2017, 122:744-770.
    [6] Wang J, Shi M, Zheng P, et al. Quantitative analysis of lead in tea samples by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Journal of Applied Spectroscopy, 2017,84(1):188-193.
    [7] Ayyalasomayajula K K, Yu-Yueh F, Singh J P, et al. Application of laser-induced breakdown spectroscopy for total carbon quantification in soil samples.[J]. Applied Optics, 2012, 51(7):149-54.
    [8] Martin M Z, Mayes M A, Heal K R, et al. Investigation of laser-induced breakdown spectroscopy and multivariate analysis for differentiating inorganic and organic C in a variety of soils[J]. Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy, 2013, 87(9):100-107.
    [9] Meng D, Zhao N, Liu W, et al. Study on removing method of continuous background spectrum in LIBS of multi-element heavy metals in water[J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(7):0715003. (in Chinese)
    [10] Lu C, Liu W, Zhao N, et al. Quantitative analysis of chrome in soil samples using laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Acta Physica Sinica, 2011, 60(4):388-392. (in Chinese)
    [11] Zheng P, Shi M, Wang J, et al. The spectral emission characteristics of laser induced plasma on tea samples[J]. Plasma Science Technology, 2015, 17(8):664-670.
  • [1] 杨彦伟, 郝晓剑, 潘保武, 张瑞忠, 刘烨坤, 孙鹏, 郝文渊.  基于腔体约束激光诱导击穿铝土矿光谱的参数优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210661-1-20210661-7. doi: 10.3788/IRLA20210661
    [2] 张楚蕙, 陆健, 张宏超, 高楼, 谢知健.  双脉冲激光诱导铝等离子体的双波长干涉诊断 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210892-1-20210892-7. doi: 10.3788/IRLA20210892
    [3] 杨彦伟, 张丽丽, 郝晓剑, 张瑞忠.  机器学习结合激光诱导击穿光谱技术铁矿石分类方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200490-1-20200490-8. doi: 10.3788/IRLA20200490
    [4] 马维喆, 董美蓉, 黄泳如, 童琪, 韦丽萍, 陆继东.  激光诱导击穿光谱的飞灰碳含量定量分析方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200441-1-20200441-10. doi: 10.3788/IRLA20200441
    [5] 张丽丽, 杨彦伟.  腔体与纳米金共同作用增强光谱技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200137-1-20200137-7. doi: 10.3788/IRLA20200137
    [6] 黄超, 易爱平, 钱航, 安晓霞, 李高鹏.  电子束泵浦XeCl准分子激光器输出特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005003-1005003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005003
    [7] 李业秋, 孙成林, 李倩, 岱钦, 乌日娜, 张善春, 杨帆, 乔红超.  大气颗粒物中重金属的双脉冲激光诱导击穿光谱研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005006-1005006(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005006
    [8] 许孝芳, 李晓良, 王庆伟, 杨逢逢, 高永锋, 李晓天.  三束飞秒激光辐照下铜膜内电子非平衡热输运 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206001-0206001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0206001
    [9] 梅亚光, 程宇心, 程树森, 郝中骐, 郭连波, 李祥友, 曾晓雁.  基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 806003-0806003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
    [10] 刘洋, 时家明, 程立, 李志刚, 张继魁, 曾杰.  双层等离子体对6 GHz高功率微波防护实验 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917008-0917008(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0917008
    [11] 李雄威, 王哲, 刘汉强, 郭桦.  基于激光诱导击穿光谱的燃煤热值定量分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 734001-0734001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0734001
    [12] 李占锋, 王芮雯, 邓琥, 尚丽平.  黄连中Pb的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006003-1006003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006003
    [13] 李斌, 赵春江.  用于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备方法研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 625001-0625001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0625001
    [14] 陈金忠, 王敬, 李旭, 滕枫.  样品温度对激光诱导等离子体辐射强度的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3223-3228.
    [15] 王新强, 孙晓兵, 张丽娟, 汪杰君, 谢秋蓉, 叶松.  可见/近红外土壤湿度的光谱偏振特性实验研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3288-3292.
    [16] 李文宏, 尚丽平, 武志翔, 王芮雯, 周强.  水泥中Al 和Fe 的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 508-512.
    [17] 徐振, 谷松.  高能电子束冲击试验靶标监测系统研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 49-52.
    [18] 杨崇瑞, 汪家升, 盛新志, 娄淑琴.  利用多数据处理方法提高LIBS谱信号质量 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3807-3812.
    [19] 陈世和, 陆继东, 董璇, 潘凤萍, 张曦, 姚顺春, 李军.  不同激光参数下煤粉颗粒流等离子体特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 113-118.
    [20] 陈金忠, 白津宁, 宋广聚, 孙江, 魏艳红.  激光诱导击穿光谱技术测定土壤中元素Cr和Pb . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 947-950.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-10
  • 修回日期:  2018-08-28
  • 刊出日期:  2018-12-25

激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化

doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
    作者简介:

    王金梅(1981-),女,副教授,博士,主要从事光电检测技术方面的研究。Email:wangjm@cqupt.edu.cn

    通讯作者: 郑培超(1980-),男,教授,博士,主要从事光谱测量技术方面的研究。Email:zhengpc@cqupt.edu.cn
基金项目:

重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目重点项目(cstc2015jcyjBX0016);重庆市教委科学研究项目(KJ1500436);教育部留学回国人员科研启动基金(教外司留[2015]1098号);重庆市基础科学与前沿技术研究专项项目一般项目(cstc2016jcyjA0389);重庆邮电大学博士基金(A2016-113)

  • 中图分类号: O433.4;TN249

摘要: 采用激光诱导击穿光谱法(LIBS)对土壤进行了研究。激光器采用的是Nd:YAG脉冲激光器,激光器的输出波长是1 064 nm,脉宽是5.82 ns,激光聚焦在土壤表面产生激光诱导等离子体,通过优化实验参数(ICCD延时、脉冲能量、ICCD门宽、脉冲频率、谱图积累次数)对Ca Ⅱ 393.37 nm和Ca Ⅱ 396.37 nm两条特征谱线强度及信背比的影响,确定实验最佳条件是ICCD延时1 s,激光能量50 mJ,ICCD门宽3.5 s,脉冲频率1 Hz,谱图积累次数100次。在最优实验条件下计算等离子体参数,得出土壤中的等离子体电子温度是11 604 K,土壤的等离子体电子密度是5.1551016 cm-3,经过计算,土壤样品满足LTE条件。这说明,以上关于土壤样品的等离子体参数计算结果是真实有效的。

English Abstract

参考文献 (11)

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