[发明专利]一种自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法

说明书

本发明涉及一种自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法，通过比较一批样品中待测元素含量最高的边界样品在等离子体初期和末期的双线强度比值和理论强度比值来确定所选双线在等离子体辐射光谱采集期间内，是否能达到光学薄态并适用于SAF‑LIBS分析。通过本发明，能够在实际测量前快速地选择能达到光学薄态的待测元素双线，从而消除自吸收效应对定量分析的影响，获得更精确的定量分析结果。

技术领域

本发明涉及激光光谱分析与检测方法技术领域，更具体地说，涉及一种自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法。

背景技术

激光诱导击穿光谱(LIBS)可以通过分析激光诱导等离子体的光谱信息，对材料成分进行定性和定量的分析。当等离子体发射的辐射在穿过等离子体时没有明显吸收或散射的情况时，它可以被认为是光学薄态，但一般在高密度等离子体的情况下，存在向外发射的辐射被等离子体本身重新吸收的自吸收效应，这会降低辐射强度并拓宽谱线宽度，进而影响定量分析结果。因此，消除自吸收以获得准光学薄谱线对于LIBS的准确测量至关重要。

自吸收免疫激光诱导击穿光谱(SAF-LIBS)技术，可以通过比较分析元素在特定跃迁波长处的双线强度比值和理论强度比值来确定最佳的采集延迟时间，直接获得准光学薄谱线，从而消除自吸收效应对定量分析结果的影响。然而，在对实际样品的定量分析中，由于待测元素不同的双线具有不同的最大可检测元素含量，因此如何快速选择合适的双线成为SAF-LIBS技术简便化应用的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法，包括：

(1)选定一组待测元素的上能级能量差及下能级能量差皆小于0.05eV的双线，将强度高的记为第一谱线，强度低的记为第二谱线，计算两条谱线处于光学薄态的理论积分强度比值C₁；

(2)以固定时间间隔为步长，对于一批待测样品中含量最高的边界样品在等离子体的演化初、末期，分别测定双线信噪比大于10的最小和最大光谱采集延迟时间t_i和t_f；

(3)在t_i和t_f时刻，分别测定含量最高的边界样品等离子体的双线积分强度比值R_i和R_f；

(4)若(C₁-R_i)·(C₁-R_f)﹤0，则该批样品的等离子体可达到准光学薄态，所选双线适用于对该批样品进行SAF-LIBS定量分析；若(C₁-R_i)·(C₁-R_f)﹥0，则该双线不适用于对该批样品进行SAF-LIBS定量分析，需另选其它双线。

其中，处于光学薄态的双线理论积分强度比值通过以下公式计算：

其中，是谱线处于光学薄态的理论积分强度，A是跃迁几率，g是上能级简并度，λ是谱线波长；标号1和2分别代表第一谱线和第二谱线。

区别于现有技术，本发明提供的自吸收免疫激光诱导击穿光谱的双线快速选择方法通过比较待测元素含量最高的边界样品在等离子体初期和末期的双线强度比值和理论强度比值来确定所选双线在等离子体辐射光谱采集期间内，是否能达到光学薄态并适用于SAF-LIBS分析。通过本发明，能够在实际测量前快速地选择能达到光学薄态的待测元素双线，从而消除自吸收效应对定量分析的影响，获得更精确的定量分析结果。

附图说明