اعتماد نتائج الليزر التي يسببها انهيار الطيفي على الطاقات نبض ومعلمات التوقيت عن طريق المحاكاة التربة

الهدف العام من التجربة التالية هو تحديد تأثيرات طاقة النبض ومعلمات التوقيت للكشف عن العناصر في المواد غير الموصلة مثل محاكيات التربة باستخدام التحليل الطيفي الناجم عن الليزر. يتم تحقيق ذلك عن طريق تركيز نبضة الليزر على منبه التربة لإنشاء بلازما. يتم حل الضوء المنبعث من البلازما طيفيا واكتشافه لتوفير معلومات حول العناصر الموجودة في العينة.

كخطوة ثانية. تستخدم خطوط الانبعاث الذري من الأطياف في عينات السيليكات الاصطناعية ، والتي تحتوي على تركيزات متفاوتة من العناصر النزرة لإنشاء منحنيات معايرة في طاقات ومعلمات توقيت مختلفة. بعد ذلك ، يتم استخدام منحنيات المعايرة لتحديد الحساسيات وحدود الكشف لطاقات النبض المختلفة ومعلمات التوقيت.

تم الحصول على النتائج التي تظهر أن طاقات النبض المنخفضة توفر حدود اكتشاف مماثلة لتلك التي تم تحقيقها باستخدام طاقات نبضة أعلى ، وأنه سيكون هناك خسارة طفيفة في قدرات الكشف عند استخدام الكشف عن الوضع غير المسور. صنع. تشمل مزايا تقنية lib القدرة على تحليل المواد الصلبة أو السوائل أو الغازات مع القليل من إعداد العينة أو بدونها ، وتوفير التحليلات الكمية والنوعية ، والكشف عن العناصر المتعددة والحاجة إلى الوصول البصري فقط إلى السطح. هذا يجعلها مثالية للتحليلات التي لا يمكن إجراؤها في المختبر.

حاليا ، يتم استخدام libs للعديد من التطبيقات المختلفة ، خاصة تلك التي تتطلب قياسات ميدالية. يستخدم النظام الموجود في هذا الفيديو ليزر Q SWITCH N-D-Y-A-G الذي يعمل بسرعة 1064 نانومتر بمعدل تكرار تردد نبض يبلغ 10 هرتز. المرايا. قم بتوجيه شعاع الليزر إلى عدسة ذات طول بؤري 75 ملم تركز نبضات الليزر على العينة ، والتي يتم وضعها في مرحلة الترجمة.

اجمع ضوء البلازما الناتج عن العينة باستخدام ألياف ضوئية موضوعة بالقرب من نقطة تكوين البلازما لحل الطيف وتسجيله باستخدام مطياف الغلاف مع CCD مكثف. استخدم مولد تأخير رقمي للتحكم في التوقيت بين الليزر وكاشف ICCD. تحقق من التوقيت داخل راسم الذبذبات.

بعد ذلك ، قم بإعداد عينات للتجربة لتقليد عينات التربة الشائعة. استخدم مواد مرجعية معتمدة من السيليكات الاصطناعية بتركيزات عناصر معروفة. استخدم أقراص الألومنيوم, مجموعة D يلقي, ومكبس هيدروليكي لعمل كريات ناعمة بقطر 31 ملم من أجل الاتساق في التحليل.

كخطوة أولى ، استخدم العينات لإنشاء منحنيات معايرة. لجمع بيانات libs. ضع عينة في النقطة المحورية لعدسة التركيز البؤري في الكمبيوتر.

تحقق من إعدادات ICCD والعمل غير المسور. اضبط التأخير الزمني على صفر ميكروثانية. قم بتغيير طاقة نبضة الليزر إلى إحدى الطاقات المستخدمة وابدأ في جمع البيانات.

بعد تسجيل كل طيف ، اختر بقعة جديدة على العينة لتحليلها. عند الانتهاء من جميع التسجيلات غير المسورة ، قم بتغيير التأخير الزمني ICCD إلى ميكروثانية واحدة للكشف عن البوابات وسجل خمسة أطياف جديدة باستخدام هذا التكوين ، كرر القياسات غير المسورة والمسورة لكل من العينات والطاقات المراد اختبارها. قم بإنشاء منحنيات المعايرة عن طريق رسم متوسط مساحة الذروة في الطيف لعنصر على المحور Y وتركيز العنصر على طول المحور x.

بدلا من ذلك ، ارسم نسبة منطقة الذروة إلى مساحة ذروة الحديد عند 406 نانومتر. على طول المحور Y ، استخدم خط اتجاه خطي لتناسب منحنيات المعايرة وإيجاد حدود الكشف باستخدام ثلاثة سيجما للكشف عن درجة حرارة البلازما ، وتحديد خطوط الحديد في البيانات ذات الأطوال الموجية بين 371 و 408 نانومتر ، ومع الطاقات العليا المعروفة واحتمالات الانتقال. يجب أن تفي هذه الكميات وشدة الانتقال بهذه المعادلة وتنتج خطا مستقيما كدالة للطاقة العليا للانتقال.

مقدار المنحدر يساوي سالب واحد على kt ، حيث K هو ثابت بولتزمان و T هي درجة الحرارة. ارسم البيانات وقم بملاءمة المنحنى على خط مستقيم. ثم حل درجة الحرارة هنا ، 8 ، 400 كلفن لإيجاد كثافة الإلكترون لعينة في بؤرة نظام الليزر.

اضبط عرض بوابة ICCD على 4.5 ميكروثانية والتأخير الزمني على 0.5 ميكروثانية. قم بقياس العرض الكامل لنصف الحد الأقصى لخط الهيدروجين عند 656 نانومتر. احسب كثافة الإلكترون باستخدام الطول الموجي المخفض ودرجة حرارة 10,000 كلفن.

يوضح هذا الرسم البياني الذي تم إنشاؤه للكشف عن الباريوم كيف تقارن طريقتان لإنشاء منحنيات معايرة لحساب حدود الكشف باستخدام البيانات المسورة مع تأخير ميكروثانية واحدة. حدود الكشف المحسوبة باستخدام منطقة الذروة الطيفية موضحة باللون الأزرق ويشار إليها على أنها غير متناسبة الموضحة باللون الأسود هي حدود الكشف المحسوبة عن طريق أخذ نسبة المساحة الواقعة تحت الذروة الطيفية إلى مساحة الذروة تحت خط 406 نانومتر من الحديد ويشار إليها على أنها نسبة. تنتج بيانات النسبة حدود اكتشاف أقل على طاقات النبض المستخدمة في التجربة.

تم العثور على ذلك أيضا مع البيانات غير المسورة التي تم جمعها دون تأخير باستخدام البيانات النسبية. تقارن هذه المؤامرة حدود الكشف بين الكشف المسور باللون الأسود والكشف غير المسور باللون الأزرق على نطاق طاقات الباريوم. يمكن ملاحظة أن وضع الكشف المسور ينتج حدودا أقل للكشف.

ينطبق هذا بشكل عام على جميع مقارنة البيانات الخاصة بطيف العينة باستخدام الكشف المسور مقابل طيف من نفس العينة. يظهر استخدام الكشف غير المسور G خط الأساس الأدنى المتوقع للكشف المسور. تم أخذ هذه الأطياف بنبضات 10 مللي جول للكشف عن بوابات غير G.

تزداد مساحة الذروة تحت القمم الطيفية للعناصر في عينة السيليكات الاصطناعية كدالة لطاقة نبضة الليزر. يظهر الشيء نفسه للكشف المسور. ترجع هذه الزيادة على الأرجح إلى استئصال كتلة أكبر من العينة مما ينتج عنه بلازما أكبر وإشارة إثارة أقوى.

لاحظ الزيادة في الخلفية حيث زادت طاقة نبضة الليزر في هذا القياس غير المسور G. يشير هذا إلى الامتصاص الذاتي وأن خلفية استمرارية البلازما المتزايدة قد تؤثر على قدرات الكشف في الطاقات الأعلى. ومع ذلك ، تظهر النتائج الإجمالية أنه لم يكن هناك انخفاض كبير في قدرات الكشف باستخدام طاقات نبضة أقل وكشف غير مسور.

ينظر إلى متوسط درجة الحرارة كدالة لطاقة الليزر على أنه ثابت نسبيا على مدى الطاقات التي تم اختبارها لكلا وضعي الكشف. ومع ذلك ، فإن درجة حرارة الوضع غير المسور تتراوح بين 10 ، 000 إلى 11 ، 000 كلفن ، في حين أن درجة حرارة الوضع المسور تتراوح بين 8 ، 100 إلى 8 ، 700 كلفن. هذا معقول نظرا لأن الجزء الأول من تكوين البلازما يتم مراقبته في الوضع غير المسور G ، ويظهر قياس كثافة الإلكترون زيادة طفيفة في الكثافة حيث زادت طاقة نبضة الليزر بمعامل 10.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء measurement.It الشفاه بنجاح.