ICP—AES中光谱干扰的计算机模拟：Ⅰ.基本原理

在ICP-AES中,光谱干扰一直是分析者试图克服的主要问题之一,其中较为明显的是光谱线重叠干扰。此类干扰导致分析选择性差、检出限升高。因此在对复杂基体或含有富线主成份的样品进行分析时应充分考虑光谱线重叠的可能性。谱线重叠主要包括直接重叠及分析线附近强线变宽导致的线翼重叠。在以往的光谱分析中,判断某一分析线是否受到谱线干扰主要有两种途径,一是     

偏振风成像干涉仪多波长探测理论研究

简述了偏振风成像干涉仪(PAMI)探测高层大气风场的基本原理;研究得出了多波长探测时偏振风成像干涉仪干涉强度、仪器调制度与位相延迟片的延迟位相之间的理论表达式;得出了偏振风成像干涉仪的干涉强度和仪器调制度受所探测谱线波长调制的重要结论;采用计算机模拟分析了使用偏振风成像干涉仪(设计谱线为高层大气氧原子跃迁时辐射的630nm的极光谱线)探测高层大气时各目标谱线的干涉强度和仪器调制度,给出了干涉强度和仪器调制度与探测谱线波长之间的关系,得出了732nm的极光谱线不适合用作探测目标的结论. 本文为高层大气风场探 关键词： 高层大气风场探测 偏振风成像干涉仪 调制度 多波长探测     

间接驱动内爆靶丸示踪元素Ar发射X光谱线的理论模拟研究

惯性约束聚变内爆物理研究中, 示踪元素X光谱线诊断方法是推测内爆压缩温度、密度以及燃料混合的有效办法, 因此, 对示踪元素X光发射的规律及其与内爆过程的关系的研究非常必要, 有助于通过谱线发射特征诊断内爆状态. 以SGIII原型装置的实验条件下的内爆过程为例, 对内爆靶丸示踪元素Ar发射X光谱线进行了理论模拟. 研究了谱线自吸收效应、Ar掺杂浓度、等离子体空间分布不均匀等对Ar发射的X光谱线分布的影响. 还对Ar发射X光谱线强度的时间演化及其与内爆过程的关系进行了研究. 结果表明, 增加掺杂浓度, 谱线强度增强, 但是谱线自吸收效应的影响也明显增强. 示踪元素Ar发射的X光谱线强度的峰值时刻与中子产生速率的峰值时刻接近(前者延迟约15 ps). 高温、高密度及合适的电离度是谱线发射的3个条件, 在X光谱线发射的峰值时刻, 由于燃料芯部Ar等离子体过电离, Ar等离子体发射的X光谱线的空间峰值区域靠近燃料边界区域, 占燃料总体积56%的薄壳(厚度～4 μm), 其发射的X光谱线强度约为总强度的72%. 因此, 对发射谱线分布拟合得到的空间平均的等离子体温度、密度主要反映这一区域的等离子体状态.     

洛伦兹光谱线型的高层大气风场被动探测原理分析

通过探测高层大气中气辉(极光)辐射线的多普勒频移,可以反演出高层大气中的速度、温度和压强等物理量。以高层大气中的极光(原子氧跃迁所辐射的两条主要谱线)为被探测源,对于洛伦兹光谱线型高层大气风场的探测原理和方法进行了研究;给出了基于洛伦兹光谱线型高层大气的速度场、温度场和压力场的分布规律和理论计算公式;采用计算机模拟,描绘了洛伦兹光谱线型风场的误差曲线,表明了洛伦兹光谱线型在高层大气风场探测中占有相当重要的地位。     

探测器光谱响应对光谱仪器波长标定中谱峰位置的影响

一般光电探测器的光谱响应是随波长变化的,这在光谱仪器进行波长标定的过程中,可能会改变标定谱线峰值所在的位置,从而影响标定结果的准确度。为此,针对采用阵列探测器的光谱仪器,建立了以高斯线型为标定谱线轮廓的模型,分析了谱线在探测器上经光谱响应调制及积分抽样后峰值位置发生移动的情况,给出了保证在峰值位置不偏移的情况下探测器光谱响应需满足的条件,特别给出了当仪器分光元件为光栅时,在该条件下结合仪器参数的表达式。为保证光谱仪器波长标定的准确度,在仪器设计阶段,可应用此条件选择适宜的探测器;在仪器应用阶段,亦可根据实际探测器参数,应用此条件选择适宜用于标定过程的谱线。     

仪器展宽对大气压等离子体电子密度测量的影响

实验使用两台不同的单色仪,采用光谱线型法测量了大气压氩气介质阻挡放电中的电子密度.诊断结果表明,由于不同的单色仪其仪器加宽不同,仪器加宽对总的光谱线型有较大影响.通过考虑等离子体中的各种加宽机制,采用卷积和反卷积的方法对氩原子发射谱线线型进行了分析,从整个光谱线型中分离出Stark线型,排除了仪器加宽对最终诊断结果的影响.从而最终测量了大气压氩气介质阻挡放电中的电子密度.测量得到在大气压氩气介质阻挡放电中单个放电丝存在时,电子温度为10000K时,电子密度约为3.05-3.26×1021 m-3.此方法不仅可以应用在大气压介质阻挡放电中,还可以用于测量其它大气压等离子体电子密度.     

荧光谱线分布对共焦荧光显微镜分辨率的影响

研究了荧光谱线分布对共焦荧光显微镜中分辨率的影响,导出了荧光谱线分布的荧光功率传输函数、三维脉冲响应函数.数值计算了荧光谱线均匀分布的情况,结果表明：与采用单一中心荧光波长的分辨率比较,共焦荧光显微镜的横向分辨率、纵向分辨率随着荧光谱线范围和色散的增大而下降;谱线响应范围小的探测器有利于分辨率.     

用同电离态离子的光谱线对测量等离子体离子温度

 利用压电晶体驱动Fabry-perot干涉仪并选择合适的板距,通过测量托卡马克等离子体同电离态杂质离子光谱线对的叠加轮廓分布,给出对应的离子温度。该方法的优点是光谱分辨率高,待测谱线有更广泛的选择范围。     

佛克脱光谱线型干涉图的理论及其应用研究

在一般压强的条件下,佛克脱光谱线型(高斯光谱线型和洛伦兹光谱线型的卷积)是最接近实际的光谱线型,但由于其没有具体的表达式,所以在实际应用中常采用各种近似来表示佛克脱光谱线型。文章未采用任何近似,计算了佛克脱光谱线型干涉图的具体表达式,表明虽然佛克脱光谱线型没有具体表达式,但其干涉图是可以严格求解的。而且其变换结果为一实函数,与高斯光谱线型和洛伦兹光谱线型的变换结果的表达式非常相似,因而可以进行谱线综合展宽的各种计算,而不是像有的文献所预言的有实部和虚部两部分,给计算带来困难。计算结果与实验结果一致。作为应用的一个实例,作者指出了其在大气风场测量中的重要应用。此计算对气体展宽在傅里叶变换光谱仪中的应用方面具有非常重要的意义。     

用计算机模拟技术选择混合物中稀土元素定性分析用谱线

用ICP光谱的模拟技术找出了供稀土元素定性分析用的发射谱线。每条发射谱线的波长和相对强度都贮存于软盘中。在计算机键盘上给出所要考查的谱线波长之后,该线的各相邻谱线就会被自动地查出并按高斯分布的形状画出它们的轮廓。经验证,模拟光谱与实际观测到的十分相似。发射谱线是根据使它们相互间的干扰即便在干扰元素浓度远远超过待测元素时也变得很小的原则选出的。所选出的这些谱线与通常已知待测物的定量分析中所选用的谱线十分不同。此定性分析的规则系统是以图形识别法为基础的。在这里,是对所观测到的每种元素发射谱线的强度比与只含一种待测元素时的情况作比较。     

气流对氮气介质阻挡放电气体温度及放电模式的影响

利用光谱测量和高速照相的方法,对大气压氮气介质阻挡放电进行了研究.在气流的帮助下,2mm气隙中的均匀放电可以长时间得以维持.根据放电电流波形和1μs曝光时间的放电图像,这种均匀放电被判定为汤森放电.用氦氖激光器对实验中所用的光谱仪带来的谱线轮廓展宽进行了标定,并将得到的仪器展宽数据输入Specair软件,计算了不同气体温度下氮分子二正系0—2谱带的谱线轮廓.通过用计算谱线轮廓去拟合实验谱线轮廓,确定了氮分子的转动温度并将其近似为气体温度.结果表明:大气压氮气介质阻挡汤森放电并不能使气体温度大幅上升(ΔTg≤50K),气体温度的小幅上升不会引起热不稳定性而导致放电发展成为细丝放电.气流确实可以降低放电气体温度,但这不是使汤森放电得以维持的原因.通过比较加入气流前后的放电光谱可知,气流降低了气隙中杂质氧的含量,使得更多的氮分子亚稳态N2(A3Σu+)的寿命延长到下一次放电的起始时刻,为汤森放电提供了必需的大量种子电子.     

基于Stark展宽的TIG焊接电弧三维电子密度测量研究

焊接电弧三维电子密度的测量对于焊接质量控制具有重要意义,通过光谱仪采集电弧弦方向特征谱线轮廓,利用多项式拟合对径向采集数据进行降噪及平滑处理,通过Abel逆变换法重新构建径向光谱发射系数谱线轮廓,采用傅里叶变换从重建光谱轮廓中分离出Lorentz线形,获得Stark展宽,最终计算了TIG焊电弧等离子体电子密度的三维空间分布。     

拟合参量计算跃迁概率

根据光谱线相对强度和跃迁特性参数值,通过线性拟合一次函数,得到两个拟合参量.借助于这些参量,计算得到特殊激发态或高激发态谱线的跃迁概率.目前在对NⅡ光谱分析的基础上,得到了一条对耦合激发组态谱线的跃迁概率.为求取一些在理论计算中很难处理的特殊组态或高激发态谱线的跃迁概率,提供了一种最新的、简单可行的半经典计算方法. 关键词： 拟合 跃迁概率 对耦合     

Atom Scan 2000型顺序等离子体发射光谱仪性能初探

本文简介了Atom Scan 2000型顺序等离子体发射光谱仪的主要组成部分和仪器性能;通过实验对该仪器难以掌握的"定准峰位"方面,初步摸索出了在实际中所采用的方法以获得其谱线最大强度值;通过不同数据说明了该仪器在实际应用中的效果;在分析中对光谱线干扰及背景校正方面较难掌握,特别是对扣除背景方面对我们来说还是一个有待于进一步探索的问题。     

石墨炉原子吸收信号的动力学因素与校正曲线的关系

通常在原子吸收中使校正曲线弯曲的主要因素是: (1) 光谱通带中存在非特征辐射;例如:杂散光、空心阴极灯的非特征谱线等。(2) 绕过火焰的特征辐射; (3) 光源辐射线自吸变宽; (4) 高浓度时,吸收线产生罗仑兹位移;即吸收线和发射线轮廓的中心位置不在同一波长。(5) 光谱通带内存在两条或两条以上待测元素特征谱线,其辐射能量和吸收系数不相同; (6) 使用一个宽光束系统,光束以不同的方向,即以不同的光程长度通过火焰;     

自由基分子NH_2υ_2带C0激光磁共振σ谱的观测

采用高灵敏度,高分辨率激光磁共振光谱(LMR)方法在6μm谱段测量了自由基分子NH_2v_2带的σ谱(△M_1=±1)。重复了前人已测过的谱,结果与之较好符合。并观测到了新谱,在14支激光谱线下共获得约115支塞曼(Zeeman)跃迁谱线,其中在6支激光谱线下新测得的谱线91支。     

狭缝微等离子体的光谱线形研究

在狭缝微等离子体中,研究了Ar Ⅰ(2P2→1S5)光谱线的展宽和频移随放电参数的变化.为了测量谱线频移,采用低气压(10 Pa左右)氩气放电发射的Ar Ⅰ光谱线作为参考线.实验在氩气含量为99.92%的氩气/空气放电中,测量了气压从1×104Pa增大到6×104 Pa时Ar Ⅰ谱线的频移和展宽.结果表明随着气压的升高...     

Atom Scan 2000型顺序等离子体发射光谱仪性能初探

本文简介了Atom Scan 2000型顺序等离子体发射光谱仪的主要组合部分和仪器性能；通过实验对该仪器难以掌握的“定准峰位”方面，初步摸索出了在实际中所采用的方法以获得其谱线最大强度值；通过不同数据说明了该仪器在实际应用中的效果；在分析中对光谱线干扰及背景校正方面较难掌握，特别是对扣除背景方面对我们来说还是一个有待于进一步探索的问题。     

在等离子体中镁离子谱线MgⅡλ4481的宽度和位移

本工作测量了MgIIλ4481(3~2D—4~2F)在电子数密度为7×10~(16)—3.1×10~(17)电子数/cm~3范围内的谱线轮廓和位移。采用振荡型电容放电作为光谱光源。在光源中引入水汽,由测量H_β谱线宽度来定电子数密度。观测结果指出,H_β的实验轮廓和Griem-Kolb-Shen的计算结果符合颇好。实验发现MgIIλ4481谱线向紫方位移,并正比于微观电场的平方;由此定出一个经验上的二级斯塔克效应常数C_4=5.0×10~(-14)cm~4/sec。该谱线的轮廓宽度和标准微观电场之间也有平方正比的关系。发现在本实验条件范围内,宽度和位移的比值γ/△ 保持为常数,其值为γ/△=10.4±0.6。 由于谱项4~2D的二级斯塔克效应的干扰而产生上能级4~2F位移的理论计算虽能说明谱线位移和微观电场间的平方正比关系,但数值偏小于实验结果,指出还有电子贡献的部分。把光谱线的宽度和Lindholm理论公式及Griem等的近似公式作了比较;简单的估计指出,实验结果和后者符合较好。     

ICP-AES中三十种常见元素间的光谱干扰

一、前言在ICP-AES分析中,元素光谱线之间的干扰是相当严重的。人们总是希望能够顺利地判断和排除第二元素或第三元素的光谱干扰,以选择适合的分析线。在实际工作中,R.K.Winge等人的元素杰出线表、MIT光谱表、NBS光谱表、P.W.J.M.Boumans光谱表、M.L.Parsons光谱表及A.N.Zaidel光谱表都只具有参考价值。由于ICP光源的特殊激发机理,使一些谱线被加强,而使另一些难以激发的谱线被激发出来,因此,元素在ICP中的光谱线比在电弧、火花中的光谱线多。在ICP-AES分析应用中,为了