ICP-AES分析法中铁基体非光谱干扰效应的机理研究

采用电感耦合等离子体发射光谱法研究了浓度为0～5 mg·mL-1的铁基体的非光谱干扰效应.通过计算干扰函数各项的数值及考察各项数值与铁基体浓度的对应关系,初步探讨了铁的非光谱干扰的一些规律,发现铁基体浓度变化对激发温度、电子数密度和电离度并无显著影响,绝大部份分析元素谱线的活度系数项都随铁基体浓度升高而降低,而干扰函数各项对干扰函数的贡献情况,则因离子线和原子线而异,造成这种情况的原因在于二者的电离因子项存在明显的差别.     

激光诱导Al等离子体中的Doppler效应

用Nd:YAG脉冲激光烧蚀Al靶产生等离子体,利用时间分辨技术采集Al等离子体辐射的时间分辨信息,使用光学多道分析系统(OMA Ⅲ)记录Al等离子体辐射光谱,从而获得激光诱导Al等离子体时间分辨光谱。分别利用Lorentz函数、Gauss函数以及这两种函数的线性叠加函数(后简称叠加函数),对Al原子共振双线Al Ⅰ 396.15 nm,Al Ⅰ 394.40 nm进行拟合分析,解析出实验谱线所含的Lorentz和Gauss线形成分。通过对比这两种线形成分发现,实验谱线主要由Lorentz线形成分所组成,Gauss线形成分相对少得多。通过对比Lorentz函数与叠加函数对实验谱线的拟合曲线,给出了Doppler效应展宽谱线的直观图像,估算了Doppler效应导致谱线的增宽量。结果发现,Doppler效应引起的Al共振谱线增宽约2×10-3～8×10-3 nm,这与理论计算结果6.7×10-3 nm符合得很好。因此,通过拟合分析与理论计算,对激光诱导Al等离子体中的Doppler效应给以圆满解释。     

Ca和Sr原子nˊdnl自电离态在低电场中的线性Stark效应

用激光多步激发技术观察了Ca和Sr原子n’dnl双电子激发自电离态的电场效应。Stark光谱显示,在F<1/3n~5的低电场中,Stark能级分裂与外电场强度线性相关。也观察了近简并l亚能级的Stark混合使自电离共振谱线在外电场中的增宽。这一效应在高温等离子体中对双电子复合速率的增加起重要作用。     

关于ICP光谱法激发机理的几个问题

ICP光谱法理论的真实含义是从本质上阐明辐射信号与分析物浓度的特征关系,它涉及分析物在ICP放电中蒸发-原子化-激发过程及其对辐射信号的贡献,以及附随物(Concomitant)对这些过程的影响问题。关于这方面的问题,作者曾有评述。本文主要介绍与分析物在ICP放电中的激发过程(包括电离过程)有关的问题,主要包括ICP放电的热平衡性质、亚稳态氩原子的作用和Penning电离激发,辐射俘获和副电离效应,以及谱线强度的空间分布及双极扩散等。这些介绍对于深化对ICP光谱法的理解和推动其发展,可能是有益的。     

单粒子气溶胶的基质辅助激光解吸电离研究

单粒子气溶胶的基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱技术具有快速在线检测环境大气生物气溶胶的潜力.以a-环糊精为分析物,实验研究了吡啶羧酸、2,5-二羟基苯甲酸、芥子酸、阿魏酸四种常用基质材料的效果,考察基质与分析物的摩尔比对分析物单粒子激光质谱信号的影响.实验结果表明阿魏酸做基质时质谱命中率及分析物质谱信号峰检测效率最高,吡啶羧酸做基质时的分析物质谱信号峰激发率最高,信号峰强度最强.吡啶羧酸对分析物摩尔比为100:1时,分析物质谱信号检测效率最高.     

单粒子气溶胶的基质辅助激光解吸电离研究

单粒子气溶胶的基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱技术具有快速在线检测环境大气生物气溶胶的潜力．以α-环糊精为分析物,实验研究了吡啶羧酸、2,5-二羟基苯甲酸、芥子酸、阿魏酸四种常用基质材料的效果,考察基质与分析物的摩尔比对分析物单粒子激光质谱信号的影响．实验结果表明阿魏酸做基质时质谱命中率及分析物质谱信号峰检测效率最高,吡啶羧酸做基质时的分析物质谱信号峰激发率最高,信号峰强度最强．吡啶羧酸对分析物摩尔比为100:1时,分析物质谱信号检测效率最高．     

Ca和Sr原子n′dnl自电离态在低电场中的线性Stark效应

用激光多步激发技术观察了Ca和Sr原子n′dnl双电子激发自电离态的电场效应。Stark光谱显示,在F<1/3n⁵的低电场中,Stark能级分裂与外电场强度线性相关。也观察了近简并l亚能级的Stark混合使自电离共振谱线在外电场中的增宽。这一效应在高温等离子体中对双电子复合速率的增加起重要作用。 关键词：     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.并将文中提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

激光共振电离过程中铅同位素歧视效应研究

以速率方程为基础,通过数值模拟方法,对Pb的激光共振电离通道：“6s26p2 3P0—6s26p7s 3P0₁—电离”的激光诱导同位素歧视效应进行了研究,以探讨减小激光诱导歧视效应,准确测定Pb同位素比值的有效途径。通过考虑激光线型、原子吸收谱线线型、同位素位移及同位素超精细结构等因素的影响,对速率方程进行近似。在近似的速率方程基础上,以“1+1”激光共振电离过程为例,进而探讨激光峰值功率密度、带宽和中心波长对Pb的同位素歧视效应的影响。研究结果表明,利用最佳波长法,可基本消除同位素歧视效应的影响;提高激发光光强可使Pb同位素饱和电离,从而消除同位素歧视效应的影响;采用宽带激光激发,可减小同位素歧视效应的影响。     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文中提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.文中还将本文提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

真空紫外区Ar的高次离化光谱的研究

本文报道了波长在2000—194?真空紫外区域内Ar的高次离化光谱工作。观察到相当数量的新谱线,并归属了其中64条,还找到六个新能级,即:ArIV 3s²3p²(³P)3d²F_5/2,7/2, ArIV 3s²3p²(¹D)3d²S_1/2, ArV3s²3p3d关键词：     

气体放电中Ar^＋的辐射寿命测量

文章介绍了在一定温度、一定气体密度和一定放电流条件下，Ａｒ气放电时，Ａｒ＋某些能级辐射谱线宽度的测量。讨论了气体放电中各种因素对谱线宽度的影响。从测量的谱线宽度得出了相应Ａｒ＋激发态在特定条件下的辐射寿命。     

锶蒸气M-M跃迁激光

通过在锶蒸气和氦混合气体中的高重复率脉冲放电,同时获得了锶原子4条谱线的激光振荡,它们对应于复三能级4d·³D_3,2,1与5p·³P⁰_2,1,0之间的多谱线跃迁,其波长分别为292μm,301μm,269μm和260μm.除了301μm激光外,均为首次报道.激光平均功率合计约10mW,相互之间的强度比为5∶4∶4∶1.在分析了相关能级特征和实验现象的基础上,对其作用机理进行了初步的探讨,建议将其分 关键词： 锶蒸气激光 自终止 M-M跃迁     

Formation of singly charged selenium ions in e-Se2 collisions

The excitation of spectral lines of Se II in e-Se₂ collisions has been studied for the first time. Forty-eight excitation cross sections of Se II spectral lines have been measured at an electron energy of 50 eV. Three optical excitation functions have been recorded in an electron energy range of 0–100 eV. Possible reaction channels at low electron energies are discussed.     

合金钢的激光诱导击穿光谱实验条件优化

利用1 064 nm波长Nd∶YAG脉冲激光诱导击穿合金钢产生激光等离子体光谱,采用高分辨率及门宽控制的ICCD探测LIBS信号光谱。选用铁元素原子谱线404.581,414.387,427.176和438.355 nm进行分析,研究了不同实验参数对LIBS光谱信号强度的影响结果。实验结果表明,激光脉冲能量、激光聚焦位置以及ICCD探测器的延时等实验参数对合金钢LIBS信号有较大影响。通过优化这些实验参数,获得高光谱强度和信背比的LIBS信号,确定了LIBS技术用于合金钢微量元素成分分析的最佳实验条件,从而开展合金钢样品成分分析。     

杂质元素特征X射线对氢气放电源打靶新谱线的影响

 在氢气放电源打靶的实验中,测到了系列能量恒定不变的低能X射线新谱线,这些新谱线的能量分别为(1.70±0.10) keV, (2.25±0.07) keV,(2.56±0.08) keV,(3.25±0.10) keV和（3.62±0.11） keV,与Si,Ta,S,Cl,K和Ca等元素的特征X射线能量相近,但靶中所含的杂质或来自放电室的杂质元素可能会产生这些能量的X射线谱峰,证实新谱线是否由这些元素的特征X射线干扰所致显得尤为重要。分析了本实验系统中各种杂质的可能来源,论证了放电室端杂质对新谱线的影响,及靶材料中体杂质和面杂质对新谱线的影响;用X射线光电子能谱仪对靶做了表面分析。研究结果表明：杂质元素的特征X射线不会对氢气放电源打靶产生的新谱线有影响。这些新谱线的性质有待进一步的实验研究。     

样品厚度对薄膜法X射线荧光光谱测量的影响研究

分别以富集有Cr,Pb和Cd三种元素的尼龙薄膜样品及玻璃纤维滤膜为研究对象,采用滤膜叠加的方式,通过XRF光谱仪测量不同样品厚度下薄膜样品的XRF光谱,根据测得的尼龙薄膜样品中Cr,Pb,Cd元素及玻璃纤维滤膜中Ca,As和Sr元素特征XRF性质的变化,研究样品厚度对薄膜法XRF光谱测量的影响。结果表明：薄膜样品厚度对不同能量区间上元素特征谱线荧光性质的影响并不相同。元素特征谱线能量越大,元素特征X射线荧光穿透滤膜到达探测器的过程中损失越少;但由薄膜样品厚度增加引起的基体效应却越强,相应特征谱线位置处的背景荧光强度就越大,因此样品厚度增加所引起的基体效应对薄膜法XRF光谱测量的灵敏度影响就越大。对于特征谱线能量较低(能量小于7 keV)的元素,以增加薄膜样品厚度的方式来增加待测组分的质量厚度浓度,并不能有效地提高薄膜法XRF光谱测量的灵敏度;对于特征谱线能量较高的元素(能量＞7 keV),可以通过适当增加样品厚度以增加被测组分的质量厚度浓度的方式来提高XRF光谱测量的灵敏度,薄膜样品厚度在0.96～2.24 mm内,更有利于XRF光谱的测量与分析。该研究为大气及水体重金属薄膜法XRF光谱分析中薄样制备及富集技术提供了重要的理论依据。     

Spectral properties of gaseous biomarkers and choice of the optimal analytical line at interference of the spectra of detected gases

A method for comparative investigation of the absorption line properties at interference of vibration-rotation bands of the detected and interfering gases is proposed. This method is intended for highly sensitive analysis of complex gas mixtures when measurement of absorption in a weak analytical line is hindered by a stronger, closely located interfering line. Disappearance of the analytical line extrema in the spectrum studied is proposed as an assessment criterion. The concentration ratio of the analytical and interfering gases under this condition could be used for quantitative analysis and comparison of the properties. This criterion can be applied to the first and second derivatives of the absorption spectra. To demonstrate the potential of the approach proposed, it was applied to the NO and NH₃ lines that are promising for monitoring the contents of these compounds in atmospheric and exhaled air. The interference of the absorption bands of H₂O, CO₂, and several gaseous biomarkers was analyzed in the near-IR spectral region using the HITRAN2000 database. It was demonstrated that the problem of the vibration-rotation band interference for detected and interfering gases is aggravated in this spectral region. This aggravation is caused not only by the decrease in the absolute band intensity for overtones and combination bands of the molecular vibrations but also by the relative increase in the absorption in H₂O lines and high density of CO₂ lines in the near-IR spectral region.     

超晶格量子阱的沟道辐射及其谱分布

在经典物理框架内和偶极近似下, 导出了超晶格量子阱沟道辐射频率和辐射谱分布。指出了对于自发辐射谱分布, 存在一个普适的线型因子, 而粒子的最大辐射能量与相对论因子γ 有关, 且与γ3/2成正比。以正弦平方势为例进行了具体讨论。结果表明, 由于势阱深度和噪音的影响, 谐波数l只取少数几个值。超晶格量子阱沟道辐射只存在不多的几条谱线, 为进一步应用提供了可能。最后, 还给出了一种可能的实验方案, 讨论了如何利用弯晶把超晶格量子阱的沟道辐射改造为相干辐射。 In the frame of classical physics and the dipole approximation the radiation frequency and the spectral distribution are derived for the channeling radiation of a charged particle in a superlattice quantum well. It indicated that there is a line type factor f(ξ) suited to various cases in the spontaneous radiations spectrum. Results also show that the maximum radiation energy is proportional to γ3/2 , but the relativistic effects have double effects in the spontaneous radiation of a charged particle. The case for the sine squared potential is discussed specifically. The harmonic number can be defined as a few variable values by the effects of the potential well depth and noise. In general there is a few spectral lines in the channeling radiation spectrum for the superlattice quantum well, and possibilities are provided for further application. Finally, a possible experimental scheme is proposed, and it is discussed that how to transform the channeling radiation in the quantum well into the cohenent radiation by the bent crystal.     

The Marple algorithm for the autoregressive spectral estimates of the SMMW fourier transform spectroscopy data

The Marple algorthm for the autoregressive spectral estimates has been applied to the SMMW Fourier transform spectrum analysis. The experimental results have shown that this method yields AR spectra with three times higher resolution than the FFT method does. The improvements obtained from the Marple algorithm over the maximum entropy algorithm include higher resolution, less bias in the spectral peak frequency estimation and absence of observed spectral line splitting. The effects of the structure of the spectral lines and the noise on the resolution are discussed.Projects supported by National Natural Science Foundation of China