光谱技术设计研讨.doc

成 绩 评 定 表 学生姓名 班级学号 专 业 光电信息科学与工程 课程设计题目 激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 评 语 组长签字： 成绩 日期 20 年 月 日  课程设计任务书 学 院 专 业 光电信息科学与工程 学生姓名 班级学号 课程设计题目 激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 实践教学要求与任务: 了解激光诱导击穿光谱的应用现状 掌握激光诱导击穿光谱的优点 掌握的激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用的基本原理 设计激光诱导击穿光谱实验具体分析地质分析中的应用 工作计划与进度安排: 15周 通过查资料，我们初步了解激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用现状和优点。 16周 熟练掌握激光诱导击穿光谱在地质分析中的原理，然后设计激光诱导击穿光谱实验实验，完成课程设计。 指导教师： 201 年 月 日 专业负责人： 201 年 月 日 学院教学副院长： 201 年 月 日  激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 摘 要 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在发展中的对样品中元素成分进行快速、现场定量检测的分析技术。LIBS是一种激光烧蚀光谱分析技术，激光聚焦在测试位点，当激光脉冲的能量密度大于击穿阈值时，即可产生等离子体。基于这种特殊的等离子体剥蚀技术，通常在原子发射光谱技术中分别独立的取样、原子化、激发三个步骤均可由脉冲激光激发源一次实现。等离子体能量衰退过程中产生连续的轫致辐射以及内部元素的离子发射线，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以用于样品的定性以及定量分析。 为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和发展现况以及这项技术的应用情况，在课堂学习和相关基础实验的基础上，通过查阅相关文献和书籍进行了分析、整理、归纳。本文从LIBS的由来、基本原理和实验装置进行了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。 关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析  目录 1 引言 3 2 激光诱导击穿光谱的原理 3 3 激光诱导击穿光谱的装置 4 3.1 激光诱导击穿光谱的实验装置 4 3.1.1 激光器 4 3.1.2 光谱仪 5 3.1.3 真空室 5 4 激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 5 4.1 激光诱导击穿光谱技术的应用现状 5 4.2 激光诱导击穿光谱技术在地质方面的应用 6 4.2.1 激光诱导击穿光谱技术对土壤中Cr 和Pb元素定量分析 6 4.2.2 激光诱导击穿光谱技术对煤样品成分分析 6 4.2.3 激光诱导击穿光谱技术对矿石样品成分分析 7 4.3 激光诱导击穿光谱技术在其他方面的应用 8 5 分析与讨论 8 5.1 结果分析 8 5.2 激光诱导击穿光谱技术的优点 8 5.3 激光诱导击穿光谱技术的局限 9 6 结论 9 参考文献 10  1 引言 激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国 Los Alamos 国家实验室的研究小组于1962年提出和实现的。自从1962年该小组成员Brech最先提出了用红宝石微波激射器来诱导产生等离子体的光谱化学方法之后，激光诱导击穿光谱技术开始被广泛应用于气体、液体和固体等各个领域。 近三十年来，激光诱导击穿光谱测量技术在各行各业都有不同程度的应用。早期，运用LIBS装置研究如何提高测量精度；当前的激光诱导击穿光谱技术主要应用于冶金和矿业、燃烧、水和土壤污染、空气污染和环境监测、艺术品及染料鉴定等行业，尤其是在工业环境恶劣的领域如矿业、冶金等方面的应用更突显出该方法的优越性。本文是从激光诱导击穿光谱的原理、实验装置的组成以及各部分的作用方面进行了介绍，并着重综述了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的矿石的元素分析、土壤中某些元素的分析和对煤炭中元素分析三个方面进行了综述。激光诱导击穿光谱检测过程简单快速，物质蒸发和激化可一次性完成，实现真正的快速分析，而且可以同时对多种元素进行分析。 2 激光诱导击穿光谱的原理 激光诱导击穿光谱技术基于原子光谱和离子光谱的波长与特定的元素一一对应的关系，而且光谱信号强度与对应元素的含量也具有一定的量化关系，激光经透镜聚焦在样品表面，当激光脉冲的能量密度大于击穿门槛能量时，就会在局部产生等离子体，称作激光