金属样品共振激光烧蚀的实验研究

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激光与物质相互作用的研究具有广泛的应用背景,一直以来是人们特别感兴趣的研究领域。金属样品的共振激光烧蚀可以作为一种高灵敏的痕量探测技术,近年来受到越来越广泛的重视。共振激光烧蚀[RLA]是指在单次激光脉冲内实现烧蚀和共振电离两步过程。它是指用波长可调谐的染料激光取代固定波长输出的激光,并将激光的输出波长选择到与所研究的原子或分子某一电子跃迁的共振波长上,激光单次脉冲的前沿对样品进行烧蚀,形成等离子体,同一次激光脉冲的后沿实现对等离子体中气相原子或分子的共振电离。作为一种新的实验方法,共振激光烧蚀以其高灵敏性、低能量阈值和简单的实验方案成为微观分析领域的研究热点,在物理学、化学、环境学、生命科学及一些工业领域有着广泛的应用前景。  本论文共分为四章。  第一章简述了激光共振烧蚀技术及其发展情况。第二章阐述了激光共振烧蚀技术的基本原理,主要包括激光等离子体的产生机理、激光等离子体的动力学特征、激光共振电离的基本原理、选择定则、共振激光烧蚀质谱等。第三章主要介绍了我们采用的RLA-TOF-MS实验装置和实验研究方法,并简要介绍了飞行时间质谱仪的工作原理及质谱仪的质量分辨和空间分辨的原理。第四章在280.0-287.0nm波段内研究了Ni合金中的NiⅡ、NiⅠ、FeⅠ、 CoⅠ、C的激光共振电离谱。主要结论为:(1)得到了FeⅠ、 CoⅠ、NiⅠ的(1+1)的激光共振电离谱,并对电离谱归属进行了分析。(2)实验得到了C的(2+1)及NiⅡ的(2+2)激光共振电离谱,并进行了归属。同时测定了延时在14.9-17.5us区域的时间分辨激光共振电离谱。
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