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激光诱导等离子体光谱的产生

来源:激光诱导击穿光谱LIBS

  发布:cici

关键词:激光 离子体

2018-01-05

 一、 什么是等离子体

        等离子体的概念最早由美国著名的科学家Langmuir在1920年提出,准确的来讲,等离子体是由大量的带电粒子和中性粒子表现出集体行为的准中性气体。

        等离子体是物质的第四种存在状态,等离子体的状态主要取决于它的组成粒子、粒子密度和粒子温度。在宇宙中,等离子体的出现通常伴随着瑰丽的光芒和色彩,形成壮丽的景观,如下图所示:

二、激光诱导等离子体的形成

        一般而言,激光 在LIBS技术中,高能激光束的前沿部分作用于样品表面时,样品表面蒸发、熔化、激发并溅射出少量的颗粒,形成原子、分子、离子等团簇,并延着样品表面法线方向快速扩散开来,随后,光脉冲的后续部分对该蒸汽进行强烈的加热与电离,最终形成等离子体

 

三、等离子体发射光谱的产生

        一般而言,激光诱导等离子体发射光谱的产生分为两个阶段:

        1、等离子体连续光谱形成

        由于激光产生的等离子体是热等离子,当激光能量消失时,在等离子冷却的过程中,韧致辐射和复合辐射形成了连续光谱,主要由于当激光能量消失时,自由电子的动能很大,在运动中与离子碰撞后动能降低或被离子捕获成中性离子,辐射出光子造成的。

        2、等离子体现状谱的产生

         在激光产生的等离子继续冷却的过程中,韧致辐射和复合辐射减弱,处于激发态的原子和分子在分立的束缚能级跃迁形成了线性光谱,也就是原子发射光谱。谱线的波长和强度分别代表了所测定物质的种类及含量。它是作为定性及定量分析的基础