关于光谱分析中定标曲线斜度的讨论

为了说明Si2516线的定标曲线的斜度与物质浓度的定量关系是否有更普遍的意义,我们进一步考察了钴、镍的多重谱线系中13条谱线的定标曲线的斜度与物质浓度的关系。一系列的实验结果指出,对某一谱线来说,定标曲线的斜度决定于物质的浓度;在另一方面,当分析物质的浓度在一定范围时,多重谱线中不同谱线的定标曲线的斜度与相应谱线的固有强度也有线性的定量关系。因此我们可以认为在光谱分析中,定标曲线的斜度b主要决定于谱线的强度。对b的物理意义的进一步了解,指出了在实际分析时提高定标曲线斜度的一些途径。     

光谱分析电弧光源中临界浓度的研究——Ⅰ校正曲线非自吸弯曲的一种特殊现象

在以交流电弧为激发源的光谱分析中,发现难挥发元素的校正曲线产生一种特殊的弯曲现象,其基本特征是,同一元素的任何一条谱线,其校正曲线出现向下弯曲的初始浓度是固定不变的。由此提出电弧光源中元素蒸气存在“临界浓度”的概念。作者认为,公式I=aC~b中指数b不仅与分析线的自吸因素有关,而且与元素蒸气的凝聚作用有关。     

关于使用光谱计算板的讨论

众所周知,摄谱法发射光谱定量分析,在作低含量元素或痕量元素分析时,如背景不予扣除,则会导致分析结果不准。目前谱线扣除背景,广泛使用光谱计算板。它是应用改正项扣除背景的原则制作而成的。在扣除背景时,基本关系公式是: I_L=I_(L+b)-I_b I_(I+b)为谱线叠加背景的强度,I_b为背景的强     

近红外光谱谱线特性对物质浓度分析误差影响的研究

为解决近红外光谱法分析物质浓度过程中缺乏可测度分析而导致测量过程存在一定盲目性问题,研究在已知测量条件、样品种类、被测组分以及建模分析方法的条件下,利用近红外光谱谱线特性作为参数,在大量样品近红外光谱采集和标准法测得浓度数据等工作前,对被测物质浓度的分析误差做大致估算。经过大量尝试和试验提出等效信噪比（ESNR）和谱线重叠系数（OC）两个重要参数,其中ESNR反映待测组分吸光度占总吸光度的比重,而OC则反映待测组分近红外光谱曲线间的重叠程度。通过理论仿真得到光谱分析中用经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系,分别计算ESNR和OC与被测组分浓度分析误差（RMSE）的关系,并且研究两个谱线参数的独立性。利用理论分析得到结果对浓度为8%~12%乙醇水溶液进行可测度分析,并与近红外光谱法分析的实际结果进行比较。研究通过理论仿真得到使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时谱线特性与物质浓度分析误差的关系,其中ESNR与RMSE成反比关系,而OC与被测组分分析误差成非线性的单调关系,并且验证了ESNR和OC两个参数的独立性。通过理论计算和乙醇水溶液近红外光谱检测实验对等效信噪比和谱线重叠系数与光谱分析浓度误差的定量关系进行讨论,通过理论分析得到的乙醇浓度RMSE预估值为0.30%,近红外光谱分析实际RMSE为0.32%,相对误差6.67%,二者结果相符。实现了在测量条件、样品种类、被测组分以及建模分析方法已知的条件下基于近红外光谱分析的待测组分含量理论误差的定量计算和实验验证。该研究明确了对近红外光谱法分析物质浓度有明确定量关系的两个谱线参数,给出了使用光谱分析中经典的偏最小二乘回归建立定量分析模型时的分析误差经验曲线,以及利用曲线进行近红外光谱法待测组分浓度可测度分析方法。结果表明所提出的ESNR和OC两个谱线特性参数的有效性,以及分析误差预估方法的有效性。为近红外光谱法待测组分浓度定量分析提供了有效、快捷的预估方法,完善了近红外光谱法成分含量可测度分析理论,对近红外光谱法物质浓度定量分析研究具有一定指导意义。     

蜘蛛牵引丝不同溶剂伸缩特性及丝蛋白构象变化的研究

动物丝纤维的特殊性能与丝蛋白的构象密切相关,本文对蜘蛛牵引丝的不同溶剂下的收缩率和水处理的构象变化进行了研究。水中蜘蛛丝收缩最大,达到50%;通过红外光谱分析,对水处理的丝蛋白的构象进行了研究,结果表明丝蛋白β折叠结构增加,而β转角变化很小。氢键受到水分子的影响高频组份与低频组份比例发生变化,进而对酰胺I谱带的C=O的振动的频率产生影响,使C=O的电子云密度降低,酰胺I频率向低频方向发生移动,这说明酰胺I的振动频率与氢键是紧密相关的。     

磁化水技术在电感耦合等离子体-原子发射光谱法中的应用

考察了被测元素谱线强度随磁感应强度的变化情况.在优化磁感应强度0.24T条件下,研究了搅拌条件下样品溶液磁化时间对谱线强度及信背比的影响.经过测量自来水样品中元素Zn、Fe、Mg(I、I)、Si、V谱线强度表明,在对水样品进行搅拌磁化时,所测元素的谱线强度及信背比均有所增大;当水样品被磁化处理3h,上述元素的谱线强度分别比未磁化时增加了42.2%、97.9%、10.4%、10.1%、81.2%和28.8%,而且元素Zn、Fe、Si和V的信背比也分别增加了13.8%、86.9%、64%和28.8%,有利于降低光谱分析检出限.     

脉冲激光作用单晶硅的等离子体光谱分析

从激光与物质相互作用理论出发,对脉冲激光作用单晶硅的热特性进行分析。建立一套实验装置,所用激光光源的波长为1 064 nm,脉宽为10 ns,重复频率为1 Hz。得到单晶硅的等离子体谱及热辐射谱,在单晶硅的光电性质基础上对其热表面损伤进行理论分析。提取380~460 nm波段的单晶硅等离子体光谱,分析了谱图中SiⅠ390.52 nm, SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm三条谱线的相对强度与激光输出功率密度的对应关系。     

脉冲激光作用单晶硅的等离子体光谱分析

从激光与物质相互作用理论出发,对脉冲激光作用单晶硅的热特性进行分析。建立一套实验装置,所用激光光源的波长为1 064 nm,脉宽为10 ns,重复频率为1 Hz。得到单晶硅的等离子体谱及热辐射谱,在单晶硅的光电性质基础上对其热表面损伤进行理论分析。提取380~460 nm波段的单晶硅等离子体光谱,分析了谱图中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm三条谱线的相对强度与激光输出功率密度的对应关系。     

Er~(3+)掺杂Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃的中红外发光和多声子弛豫的研究

为了获得能输出中红外荧光的理想基质玻璃,用熔融急冷法制备了系列不同Er3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃,测试了样品折射率、吸收光谱、中红外荧光光谱.通过吸收光谱计算了Er3+离子吸收谱线的振子强度,应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃中的强度参量Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β等光谱参量.研究了808nm激光抽运下样品中红外荧光特性与掺杂浓度之间变化关系,并用Futchbauer-Ladenburg公式分别计算了2.8μm处的受激发射截面.结果表明,在808nm激光抽运下观察到了2.8μm中红外荧光,对应于Er3+:4I11/2→4I13/2跃迁,当Er3+离子掺杂浓度从0.4wt%增加到1.0wt%时,中红外荧光强度相应增加,计算的Er3+:4I11/2能级的多声子驰豫速率为37s-1.     

Pr(0.5):ZBLAN的双频激发上转换发光的研究

报道了Pr(0.5):ZBLAN玻璃在双频双光束光源激发下的激发态上转换现象.发现上转换发射谱的荧光与常规荧光发射谱的荧光一致，还发现双频激发下的上转换激发谱有3个明显的谱峰，它们依此对应于788.5nm 1G4→3P2,850.5nm 1G4→1I6和805.0nm 3H6→1D2的激发态吸收跃迁，而大的850.5nm上转换激发谱峰是由大的1G4(Pr3+ )→1I6(Pr3+)跃迁的振子强度f=23.04×10-6所致.这说明起源于1G4能级的激发态吸收上转换尤其1G4(Pr3+)→1I6(Pr3+)     

样品的激光诱导击穿光谱及谱线的自吸收现象

以脉冲Nd∶AG激光器的二倍频输出为激发源,获得了一种家庭用煤的激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectrum,LIBS)。通过对谱线的归属,发现该煤种除包含文献报道的C,Si,Mg,Fe,Al,Ca,Ti,Na,K元素外,还包含Cd,Co,Hf,Ir,Li,Mn,Ni,Rb,Sr,V,W,Zn,Zr等微量元素,谱图中没有出现对应H和O元素的谱线,把该现象归因于H和O原子的跃迁概率较小,而灵敏谱线对应跃迁的上能级能量较大。同时发现随激光脉冲能量的增加,等离子体发射谱线的强度增大,增加到一定程度,K原子766.493和769.921 nm谱线会出现自吸收现象,自吸收的程度随激光能量的增加而增强,出现明显的双峰结构,把自吸收现象归因于原子大的跃迁概率及激光强度增加引起等离子体中粒子数密度的增大。     

Correction and analysis of lead content in soil by laser-induced breakdown spectroscopy

The laser-induced breakdown spectroscopy is used to analyze the lead content in soils. The analyzed spectral line profile is fitted by Lorentzian function for determining the background and the full-width at half-maximum （FWHM） intensity of spectral line. A self-absorption correction model based on the information of spectral broadening is introduced to calculate the true value of spectral line intensity, which refers to the elemental concentration. The results show that the background intensity obtained by spectral profile fitting is very effective and important due to removing the interference of spectral broadening, and a better precision of calibration analysis is acquired by correcting the self-absorption effect.     

Calibration-free laser-induced plasma analysis of a metallic alloy with self-absorption correction

Identification and concentration measurement of constituent elements of a metallic alloy is demonstrated by calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy (CF-LIBS) according to a special peak intensity-based model and considering the self-absorption effect. In this procedure, which is based on the line pair ratio method, the effect of line widths, though needs to be theoretically considered, may be approximately ignored. This is mainly true for the multiplet lines, but this property, in the case of some generic spectral lines in a measured spectrum, can be sometimes regarded. Initially, the optical penetration depth and therefrom self-absorption coefficient of each selected spectral line is calculated using the experimental (self-absorbed) intensity of the line. Then, the true (non-self-absorbed) intensity, which is basis of the conventional CF-LIBS calculation, is obtained through a recursive algorithm implemented by the MATLAB programming. In the experimental examination, the recorded spectrum reflects that the metallic alloy is consisted of gold, copper and silver. The concentration of elements is calculated with and without regarding self-absorption correction using 27 trios of spectral lines related to the elements. The average concentrations signify that the measurement error relative to the certified value for the concentration of the gold is modified from 3.56 % in the normal way to 0.34 % after applying self-absorption correction.     

德拜特征温度的各向异性与非均匀性

由于德拜特征温度标识着原子或离子在晶体内的平均振动能量,而不同原子在晶体内的振动模式,或同一原子在非立方晶体内的振动模式显然不同,这就发生了特征温度的非均匀性及各向异性问题。本文提出了从粉末X射线衍射强度测定晶体特征温度的非均匀性及各向异性的方法。测定了CaF₂的特征温度。结果发现:Ca²⁺离子在CaF₂晶体内的特征温度为400K,而F^-离子的特征温度为476K,二者相差76K。 关键词：     

从X射线的衍射强度测定晶体的德拜特征温度

本文详尽地讨论了从X射线衍射强度测定均匀的且各向同性的晶体的德拜特征温度的方法。本方法指明:如将所有的计算强度对观察强度之比的自然对数In(I_calc/I_obs)对sin²θ/λ²标绘,则应该得到一条直线,这条直线的斜率为2B。在德拜的比热理论中,B可表示为(6h²T/MkΘ_D²){φ(x)+(x/4)},其中x=Θ_D/T。如使G=BMkT/6h²,则φ(x)+x/4=Gx²,既然已求得了B值,则这个方程式中的G是一个可量度的数。求解这个方程式可用图解法来进行。使y₁=Gx²,而y₂=φ(x)+x/4,则从这两个方程式的标绘可以得到两条曲线,这两条曲线的交点就是所要测定的x值,由x值可确定在测定温度时的特征温度。必须指出,由于Θ_D本身是温度的一个函数,本方法提供了一个在所需要的温度测定德拜特征温度的可能性。 关键词：     

纳秒激光诱导等离子体发射光谱中的自吸收效应

为了减小激光诱导等离子体发射光谱中光谱线的自吸收效应,提高激光光谱分析技术对物质中高含量元素的检测水平,实验采用了一种平面反射镜装置约束等离子体,比较了有或无平面反射镜装置时光谱线的线型变化。实验表明,在无平面反射镜装置时,样品元素Al,Mg和Mn的光谱线半高全宽度分别为0.16,0.24,0.058nm,而采用由四块平面反射镜组成的装置在空间上约束激光等离子体时分别为0.11,0.13,0.047nm。结果表明,光谱线的自吸收明显减小,谱线线型变得比较锐且强度显著提高。通过观测等离子体照片,测量等离子体温度和电子密度,分析讨论了激光光谱自吸收效应降低的原因。     

纳秒激光诱导等离子体发射光谱中的自吸收效应

为了减小激光诱导等离子体发射光谱中光谱线的自吸收效应,提高激光光谱分析技术对物质中高含量元素的检测水平,实验采用了一种平面反射镜装置约束等离子体,比较了有或无平面反射镜装置时光谱线的线型变化。实验表明,在无平面反射镜装置时,样品元素Al,Mg和Mn的光谱线半高全宽度分别为0.16,0.24,0.058 nm,而采用由四块平面反射镜组成的装置在空间上约束激光等离子体时分别为0.11,0.13,0.047 nm。结果表明,光谱线的自吸收明显减小,谱线线型变得比较锐且强度显著提高。通过观测等离子体照片,测量等离子体温度和电子密度,分析讨论了激光光谱自吸收效应降低的原因。     

基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法

为了表征激光诱导等离子体的定量特征参数,提出了一种谱线自吸收量化的方法,通过获得分析元素谱线的半高全宽来量化谱线自吸收程度,进而得到等离子体的特征参数,包括电子温度、元素含量比以及辐射物质的绝对数密度.与传统激光诱导击穿光谱定量分析方法相比,新方法由于计算过程与谱线强度弱相关,所以分析结果基本不受自吸收效应的影响,同时也无需额外的光谱效率校准.基于铝锂合金的实验结果表明,该方法能够实现精确的相对定量分析和等离子体的特性诊断.     

标定X射线粉末照相指数的新图解法,推广于正交晶系与单斜晶系

本文叙述了X射线粉末照相指数的新图解法在正交晶系与单斜晶系中的应用。由于在这两个晶系中所须确定的原始参量多于2,所以不可能像在四方晶系或六角晶系的情形,一次用图解法在平面上求得晶胞的所有初基参量。本文分析了正交晶系与单斜晶系的一些特殊情形,可用新图解法对粉末照相上一些特殊情形下的衍射线指数进行标定。为方便起见,图解法是尽量用线坐标进行的。