【摘 要】
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激光诱导击穿光谱（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）技术因其具有无需或制样简单、原位快速、远程和多元素同时分析等独特的优势,已被用于核聚变、深海探测和火星勘探等众多领域。但在LIBS的定量分析过程中由于等离子体特性、位置与形态等的变化导致LIBS光谱产生较大的波动,进而降低了其定量精准度,限制了LIBS的大规模商业化应用。因此,针对LIBS光谱稳定
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“LIBS 自吸收效应的遏止及其微波光子调控机制研究”（NSFC批准号:62075069）的衍生课题；
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激光诱导击穿光谱（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）技术因其具有无需或制样简单、原位快速、远程和多元素同时分析等独特的优势,已被用于核聚变、深海探测和火星勘探等众多领域。但在LIBS的定量分析过程中由于等离子体特性、位置与形态等的变化导致LIBS光谱产生较大的波动,进而降低了其定量精准度,限制了LIBS的大规模商业化应用。因此,针对LIBS光谱稳定性和定量精度的提升难题,本文系统研究了原子-离子双线组合定标法,验证了该方法的可行性与普适性,并扩展了其适用范围,主要研究成果如下:（1）通过理论分析与仿真模拟,简化了传统原子-离子双线组合定标法中的谱线归一化过程,通过直接对原子谱线与离子谱线强度加权相加获得组合线,并对谱线无自吸收与有自吸收两种情况下的原子-离子双线组合优化定标法分别进行仿真验证。仿真结果表明,原子-离子双线组合优化定标法能够有效降低光谱强度对等离子体温度和电子数密度波动的敏感度。（2）基于原子-离子双线组合优化定标法对合金样品进行定量分析。对于铝青铜中无自吸收的Mn和Fe元素以及微合金钢中存在自吸收的Mn元素,与单独采用原子线或离子线定标相比,组合线强度的平均相对标准偏差减小了0.3%～36.8%,定标曲线的平均决定系数分别由0.9818、0.9916和0.9980提升至0.9908、0.9963和0.9996。（3）在合金研究基础上,将原子-离子双线组合优化定标法拓展到土壤样品两种代表性微量营养元素Mn和Fe的定量分析中。实验结果表明,对比仅采用原子线或离子线定标,原子-离子组合线强度的平均相对标准偏差减小了49.8%～64.8%,定标曲线的平均决定系数分别由0.9540和0.9271提高到0.9902和0.9785。综上所述,本文提出的原子-离子双线组合优化定标法能够有效提高光谱稳定性和定量精度,与传统双线定标法相比具有更广的适用性,对于LIBS的进一步推广与应用具有重要意义。
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