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  • 华东师范大学重庆研究院在激光诱导击穿光谱研究中获进展

    作者:佚名 来源:华东师范大学重庆研究院 时间:2022-04-07 09:32 阅读:3033 [投稿]
    华东师范大学重庆研究院的科研团队与精密光谱科学与技术国家重点实验室进行合作,在超快激光诱导击穿光谱的研究中取得重要进展,团队首次提出多维等离子体光栅诱导击穿光谱技术,并实验证实新技术比常规激光诱导击穿光谱具有更高的探测灵敏度和克服基体效应

    近日,华东师范大学重庆研究院的科研团队与精密光谱科学与技术国家重点实验室进行合作,在超快激光诱导击穿光谱的研究中取得重要进展,团队首次提出多维等离子体光栅诱导击穿光谱(Multidimensional-plasma-grating induced breakdown spectroscopy,MIBS)技术,并实验证实新技术比常规激光诱导击穿光谱具有更高的探测灵敏度和克服基体效应。相关成果以题为Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy by multidimensional plasma grating发表在光谱类一区期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry杂志(胡梦云,施沈城,闫明,武愕,曾和平,JAAS,2022)。


    《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》杂志刊登曾和平教授团队研究成果

    激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种非常实用的分析测试工具,可以用于确定固体,液体和气体的元素成分。传统的纳秒激光诱导击穿光谱受基体效应与等离子体屏蔽等干扰,而飞秒光丝激发(Filament-induced breakdown spectroscopy,FIBS)受限于峰值功率钳制,灵敏度难以提高。团队前期发展飞秒等离子体光栅诱导光谱(Plasma-grating-induced breakdown spectroscopy, GIBS)技术,基于两束飞秒光丝非共线耦合形成等离子体光栅,突破峰值功率钳制效应,光功率及电子密度提高近2个量级,等离子光栅中多光子电离与电子碰撞激发协同,提高探测灵敏度(胡梦云,彭俊松,牛盛,曾和平,Advanced Photonics, 2020, 2(6), 065001);GIBS等离子体干涉激化可克服基体效应,首次实现成分探测自定标。

    为了进一步提高对样品的激发效果,延长激发产生的等离子体寿命,增强光谱信号,团队提出基于等离子体光栅的多脉冲耦合激发诱导击穿光谱MIBS新技术。团队利用三束非共线、非共面的飞秒脉冲进行相互作用对样品进行激发,成功观察到等离子体光栅的衍射效应,等离子体光栅实现从一维突破到二维。二维等离子体光栅对样品进行激发时,二维等离子体通道中具有更为精细的周期性结构和更高阶的非线性效应,提升了等离子体密度和光功率密度,多光子激发以及电子碰撞双重激发更为明显,从而进一步提高探测灵敏度,克服基体效应。


    MIBS实验装置,二维等离子体光栅的周期性结构使得三次谐波发生衍射

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