大气压下氮气火花开关击穿过程的数值仿真

为研究大气压下氮气火花开关的纳秒脉冲击穿过程,采用粒子模拟方法对间隙放电过程进行模拟,获得流注形成发展过程的瞬态物理图像,并对比分析了脉冲前沿对间隙放电过程的影响。模拟结果表明:氮气火花开关的纳秒脉冲击穿过程主要包括两个阶段:流注形成阶段和流注快速发展阶段;流注快速传播阶段流注头部会产生逃逸电子,且光电离反应会导致流注通道形成分叉;流注快速传播阶段的放电通道平均传播速度高于流注形成阶段;脉冲前沿越大,流注传播速度越小,流注形成的临界电压越低,流注贯穿间隙的时延越长,与实验结果一致。

飞秒细丝-纳秒激光诱导击穿光谱技术对土壤重金属Pb元素检测

采用飞秒激光成丝-纳秒脉冲激光诱导击穿光谱技术(Filament-ns DP-LIBS)对土壤中重金属铅元素进行了定量分析。利用飞秒激光等离子体丝烧蚀含铅土壤样品,向外喷射低密度的土壤粒子源,经脉冲间隔Δt后,纳秒脉冲激光再烧蚀低密度土壤粒子,实现等离子体发射光谱强度增强,谱线宽度压缩,降低土壤中重金属铅元素的最小检测限。实验结果表明,相比飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱技术(FIBS),在飞秒-纳秒脉冲间隔Δt=10μs条件时,PbI405.78nm光谱增强因子为9.66,谱线宽度从3.66×10-10m压缩至2.74×10-10m,提高了LIBS光谱分辨率。FIBS和Filament-ns DP-LIBS条件下定标曲线的线性相关系数R2分别为0.982和0.994。FIBS条件下的RSD和LOD值分别为7.37%和65.86mg/kg,Filament-ns DP-LIBS条件下的RSD和LOD值分别为3.27%和24.39mg/kg。研究结果表明,Filamentns DP-LIBS技术可以降低土壤重金属的最小检测限,提高LIBS的检测灵敏度。