第七届中国LIBS研讨会在芜湖召开

2019-04-01 11:16:35 vela 11

    仪器信息网讯 2019年3月30日,第七届中国激光诱导击穿光谱技术研讨会(CSLIBS 2019)在安徽芜湖召开。CSLIBS 2019由中国光学工程学会激光诱导击穿光谱专业委员会主办,安徽师范大学承办。来自科研院校的专家学者以及相关企业、仪器设备公司的270多位代表参加了此次会议。星帆仪器作为国内LIBS设备的生产厂家出席了此次研讨会,并向近300位与会代表展示了星帆出品的手持激光诱导击穿光谱仪、这也是目前国内唯一可以量产的手持LIBS设备。

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CSLIBS 2019会议现场

  会议举行了简短的开幕式,安徽师范大学副校长彭凤莲致欢迎辞,大会执行主席、安徽师范大学崔执凤教授主持开幕式。致辞中,彭凤莲副校长介绍了安徽师范大学的历史以及目前的发展概况。

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安徽师范大学副校长 彭凤莲

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大会执行主席、安徽师范大学 崔执凤

  激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)具有不需要样品准备、多元素同时检测、测量速度快、可远程非接触测量、系统结构组成简单等诸多优点,因此,在2004年的一篇综述文章中,世界著名的光谱分析专家James Winefordner博士称之为化学分析技术的“未来之星”。不过,LIBS是一个优点与缺点都非常明显的分析技术。其信号不确定度较高等严重影响了LIBS定量测量及大规模应用。

  自从2011年第一届中国激光诱导击穿光谱技术研讨会(CSLIBS)在青岛成功召开,至今已经成功举办了六届CSLIBS 会议。这些会议的顺利召开、参会人数地不断攀升,在一定程度上促进了中国LIBS技术的研究、交流和发展。这些年来,中国在LIBS机理探索、新技术研发以及应用研究等方面均得到了迅速发展。

  CSLIBS 2019为期两天,报告安排的非常紧密;在不设同时分会场的情况下,共安排了47个报告;其中,第一天报告数达21个。接下来,先介绍第一天上午会议的部分报告内容。

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报告题目:定量化研究新进展

报告人:清华大学 王哲

  在LIBS定量化研究方面,王哲团队提出了光束整形和多种惰性气体混合气体为保护气的两种方法。光束整形技术即把高斯光束整形为平顶光束,降低电子屏蔽效应,使得更多的激光能量用于烧蚀物质和加热等离子体,增加等离子体高温核心区的体积和稳定性,从而降低收光系统观测到的总粒子数的波动;而混合气体为保护气则是通过调节不同气体的比例,优化环境气体的密度、电离能、导热系数等特性,使得等离子体与环境气体之间的物质和能量交换过程更为平稳,获得更为稳定的等离子体,降低信号不确定性。此外,团队还提出了基于黑体辐射的自吸收修正方法,而且,该方法结合等离子体时空演化模型可以进行更精确地自吸收修正。

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报告题目:SAF-LIBS理论与技术应用研究

报告人:山西大学 侯佳佳

  自吸收效应是由于等离子体吸收自身辐射而导致光谱变弱的现象,影响LIBS技术定量分析的精度,如今很多研究团队在研究自吸收抑制的技术。侯佳佳在报告中介绍了其团队提出的自吸收免疫激光诱导击穿光谱(SAF-LIBS)理论与技术。目前,其团队已经初步完成了激光诱导等离子体时空演化理论与准光学薄态等离子体判据研究;激光自吸收程度的量化与评估研究;SAF-LIBS浓度反演与性能评估研究。

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报告题目:激光等离子体状态诊断及时空演化特性研究

报告人:西北师范大学 孙对兄

  激光等离子体演化过程中的发光特性与其状态密切相关,尤其是等离子体温度和电子数密度的准确诊断对CF-LIBS的准确性具有重要意义。此外,进行激光等离子体演化过程的状态诊断是深入认识和理解激光等离子体的有效途径,也是优化实验条件以满足相关领域研究需求的依据,具有非常重要的意义。孙对兄团队利用激光干涉法和汤姆逊散射发进行了激光等离子体的状态诊断和演化特性研究。激光干涉法可以获得等离子体中电子数密度的三维空间分布,同时可以获得冲击波和等离子体的膨胀动力学演化过程;干涉法和汤姆逊散射法获得的等离子体参数与发射光谱法获得的具有一定的差异;发射光谱法获得等离子体中的电子数密度和温度是基于粒子数布居平均后的结果。

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报告题目:基于基体改性和数据融合的LIBS测量煤质优化研究

报告人:华南理工大学 姚顺春

  LIBS测量煤质时,激光和煤样作用产生的热效应导致煤的挥发分析出燃烧,不可避免地对光谱特性产生影响。挥发分含量不同其光谱特性存在差异,必然对LIBS测量煤质的准确性产生影响。针对这一问题,姚顺春团队提出了在煤压片中添加KBr粘合剂的解决方案,以实现纯煤基体感性,降低挥发分对LIBS光谱特性的影响。而添加粘合剂实现基体改性,对提高既和元素组成相关又和分子结构相关的煤质的测量准确性是有限的,针对此问题,姚顺春团队利用LIBS和FTIR联用的方法同时探测煤的元素信息和分子结构信息,进而通过数据融合提高了煤质测量的准确性。从而证明了基体改性和数据融合优化LIBS煤质测量时可行的方法。

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报告题目:水下金属靶材的长短波脉冲LIBS测量方法研究

报告人:西安交通大学 王珍珍

  将LIBS技术直接用于水下环境进行光谱探测时具有很多特有的难题,如等离子体在水内部膨胀,水对等离子体的膨胀存在很强的抑制作用且存在较快的热交换,使等离子体的寿命大大缩短,等离子体辐射减弱。针对此问题,近年来提出了长短双脉冲LIBS新方法,王珍珍团队已经在去离子水环境中开展了不同金属靶材的试验研究,光谱数据表明长短双脉冲LIBS法能够削弱水下环境中等离子体光谱的自吸收。该研究成果为进一步开展水下LIBS定量分析提供了条件。

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报告题目:激光诱导击穿光谱增强技术及机理

报告人:浙江师范大学 周卫东

  LIBS近年来在国内得到了广泛的重视和长足的进展,并在有限的若干领域中得到了一些应用,但在对其检测结果的认可度以及应用的广度和深度方面仍远远比不上其它的原子分析光谱方法和质谱。如何实现高灵敏度的LIBS 定量检测,依然是制约LIBS 应用的技术瓶颈。而研究表明,提高LIBS光谱信号强度是可能提高LIBS 检测灵敏度的可选途径之一。在报告中,周卫东介绍了其实验室开展的若干LIBS 光谱信号增强技术及其增强机理,包括共线双脉冲LIBS 技术、正交双脉冲LIBS 技术、快脉冲放电增强LIBS 技术、以及腔体约束增强LIBS 技术等。

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报告题目:激光诱导击穿光谱在3D 打印过程监测和生物医学中的应用研究

报告人:华中科技大学 郭连波

  郭连波在报告主要介绍了其团队最新的两个LIBS应用进展,一是利用自主研发的LIBS结合激光超声检测仪,即同时采集激光烧蚀样品激发等离子体光谱和激光超声波信号,实现对金属3D 打印(增材制造)制造样件的缺陷、应力和元素分布的同时检测。该方法提高了检测效率,并为在线闭环反馈提供效率保障。二是利用LIBS 检测血清实现了对鼻咽癌的诊断。针对生物质样本的LIBS的检测存在着光谱稳定性差、光谱差异小等难题,郭连波团队利用多元散射矫正对LIBS进行矫正降低光谱的相对标准偏差。针对光谱差异小的问题,采用随机森林对光谱特征重要性进行评估。

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报告题目:激光聚焦角度和球面像差对水下等离子体及LIBS 光谱的影响

报告人:中国海洋大学 田野

  针对水下LIBS 测试的物理过程非常复杂的特性,田野团队搭建了水下LIBS及等离子体诊断试验平台,实现了对水下光谱图像和声音信号的全方位、高时空分辨的诊断;研究了激光聚焦角度和球面像差对水下等离子体及LIBS光谱的影响,结果表明消像差+大角度有利于水下LIBS探测;对比了水下LIBS离子线、原子线和分子线的时空演化特性,结果表明了分子线在水下LIBS定量分析中有特殊的优势。

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报告题目:双脉冲共振激光诱导击穿光谱的高灵敏度微损分析

报告人:华中科技大学 汤志阳

  汤志阳其团队基于单脉冲共振激光诱导击穿光谱系统搭建了双脉冲共振激光诱导击穿光谱系统;在RLIBS和DP-RLIBS中,对铜合金中的Pb的定量分析做了详细的对比,比较了在不同RLIBS技术下对铜合金样品的损伤程度。结果表明,DP-RLIBS可以有效提高RLIBS技术的检出限和准确度,也能够保持RLIBS在微损分析上的优势。

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报告题目:Study of molecular emission in fs-laser filaments and fs-laser induced plasma and its applications

报告人:西南交通大学 侯华明


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报告题目:80ns 激光诱导击穿铜合金光谱特性研究

报告人:沈阳理工大学 李倩

  在LIBS定量化分析中,因为激光与物质相互作用不充分、不稳定,导致基体效应影响较大、等离子体寿命短,使得LIBS检测精密度差、灵敏度低。为了解决这些问题,李倩采用用自主研制的脉宽80ns激光器作为激发源研究了锡青铜标准样品的激光诱导击穿光谱特性,并与传统8ns 激光器进行了对比。结果表明:在相同脉冲能量(20mJ、40mJ)下,与8ns 激光器相比,80ns 激光器对于Fe、Zn和Sn 等元素激发灵敏度和谱线强度均显著提高。对于80ns 激光,Cu、Fe、Zn、Sn和Ni 等元素均能获得清晰可见的特征谱峰。