激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種用于材料成分分析的光譜測定技術,具有快速、原位、實時、遠程分析和簡單樣品制備等優點。然而,LIBS中常用的原子光譜存在基體效應和自吸收效應等缺點。為了解決這些問題,近年來研究人員把目光轉向分子光譜,但是常規分子光譜的強度較弱,嚴重影響定量分析精準度和靈敏度。
武漢國家光實驗室激光先進制造技術研究團隊LIBS研究組郭連波副教授帶領碩士生朱志豪和博士后郝中騏等人, 針對分子光譜增強方法進行了深入研究,提出了一種激光誘導熒光(LIRF)共振激發分子自由基的新方法。以硼元素為例,研究了振動基態激發(LIRFG)和振動激發態激發(LIRFE)兩種不同類型的激發模式,。結果表明,LIRFG和LIRFE兩種激發模式都能有效增強硼分子光譜,使 B2Σ+(υ=0)→X2Σ+ (υ= 2) 255.14 nm譜線強度分別增強29.35和22.61倍,并有效改善了硼元素的定量性能。另外,通過兩種激發模式的比較,發現LIRFG具有更好的靈敏度,LoD為0.0993 wt.%,而LIRFE更精確,其RMSECV為0.2514 wt.%。這為利用LIBS方法檢測分子光譜提供了新的途徑。
相關研究成果發表在美國光學學會旗下期刊Optics Express上(L.B. Guo, Z.H. Zhu, J.M. Li, Y. Tang, S.S Tang, Z.Q. Hao, X.Y. Li, Y.F. Lu, and X.Y. Zeng, "Determination of boron with molecular emission using laser-induced breakdown spectroscopy combined with laser-induced radical fluorescence," Opt. Express 26, 2634-2642 (2018)
該項工作得到國家自然科學基金(51429501和61575073)和中國博士后科學基金(No.2017M622415)的資助。
圖1. B元素共振激發原理(a)和光譜增強效果(b)。
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