近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所張志榮課題組在激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS）的光束整形研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以《激光光束形狀對激光誘導(dǎo)擊穿光譜法測定鋼鐵中錳、鉻元素的影響》為題，發(fā)表在Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 期刊上。
鋼鐵是一種重要的材料，其中參雜的錳、鉻等微量金屬元素的含量和配比直接影響到鋼鐵的質(zhì)量和性能。傳統(tǒng)的分析方法，如x射線熒光、火花誘發(fā)擊穿光譜和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜等，雖然可以實(shí)現(xiàn)較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，但是由于其自身因素不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場、實(shí)時、快速分析的需求。LIBS技術(shù)無需樣品預(yù)處理、多元素分析、遠(yuǎn)程原位分析等獨(dú)特優(yōu)勢而備受關(guān)注。
課題組研究人員付洪波和賈軍偉與清華大學(xué)合作開展了激光光束形狀對LIBS測定不同基體鋼樣中錳和鉻元素的影響研究，利用聚焦透鏡光學(xué)模塊組將激光器出射光束的高斯激光束整形為能量均勻分布的平頂激光光束。由于激光能量分布均勻、燒蝕穩(wěn)定、不需加熱等原因，平頂光束燒蝕后的凹坑比高斯光束更平坦、光滑和均勻。采用留一交叉驗證法（LOO-CV）對校正模型的預(yù)測能力進(jìn)行了評價，激光束整形后，校準(zhǔn)曲線的決定系數(shù)(R2)、交叉驗證的均方根誤差（RMSECV）、相對誤差（RE）、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）、檢測限（LOD）都有顯著改善。因此，平頂激光光束整形方法是一種有效的降低基體效應(yīng)、提高測量重復(fù)性和精度的方法，為推進(jìn)LIBS的實(shí)際應(yīng)用奠定了良好的前期基礎(chǔ)。
以上研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院知識創(chuàng)新工程、國家重點(diǎn)實(shí)驗室基金的資助。
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合肥研究院在激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)光束整形方面取得進(jìn)展
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