Pearcey光束簇的实验产生和光学结构研究

基于微分几何理论和衍射光学理论,给出了决定Pearcey光束光学结构的因素.通过数值模拟和实验,理论构造并实际产生了一簇光学拓扑结构不同的Pearcey光束.随后,它们的基本光学性质被研究.研究结果表明,Pearcey光束的结构灵活可控,因而有望在科学实验中发挥新的作用.

铝合金中元素Cr和Cu的双脉冲激光诱导击穿光谱检测

采用共线双脉冲激光诱导击穿光谱(Dual pulse laser induced breakdown spectroscopy,DP-LIBS)技术分析铝合金中微量元素含量,详细研究了共线双脉冲光谱信号强度与双脉冲间时间延迟的关系,最佳延时为8~9μs.在该延时条件下,双脉冲光谱信号强度比单脉冲光谱信号强度增强了10倍以上.分别采用双脉冲激光诱导击穿光谱和单脉冲激光诱导击穿光谱(Single-pulse laser induced breakdown spectroscopy,SP-LIBS)技术,得到了以Cu I 324.75 nm,Cr I 425.43 nm谱线为分析线的定标曲线.与采用单脉冲激光诱导击穿光谱技术相比,铝合金中Cu和Cr的检测极限分别由单脉冲时的169.5和94.5μg/g降低至双脉冲时的21.46和4-26μg/g.

工作参数对激光诱导土壤等离子体光谱特性的影响

采用波长1064 nm的调Q脉冲Nd:YAG激光器和多通道小型光纤光栅光谱仪,搭建了一套激光诱导击穿光谱分析系统。选择土壤中常见元素AlⅡ(422.68 nm)作为分析线,详细研究激光能量和采样延迟对激光诱导土壤等离子体光谱特性的影响。在相同激光能量下,随着采样延迟时间增加,信号强度、背景强度、噪声都将减弱,而信噪比则呈现先增大后减小的趋势;在相同采样延迟时间下,增加激光能量,信号强度、噪声也将增强,而背景强度和信噪比的变化则呈现先增加后减小的趋势。对于某一特定的激光能量,存在一个与之相对应的最佳采样延迟时间,随着激光能量增加,最佳延迟时间也会增大。综合考虑采样延迟时间和激光能量对激光诱导等离子体光谱信噪比的影响,给出了系统的最优化工作参数是激光能量120mJ、最佳采样延迟时间1.5μs。

激光波长对水体中激光诱导击穿光谱和空化气泡演化的影响

采用532 nm和1064 nm两种波长的激光光源,分别研究了水体中激光诱导空化气泡及其时间演化过程,以及等离子体辐射光谱,详细讨论了激光波长、聚焦透镜焦点位置对空化气泡和光谱强度的影响。研究表明,在相同的实验参数条件下,激光诱导空化气泡均出现了两个周期的膨胀-收缩振荡过程,但1064 nm波长激光产生的空化气泡直径更大、膨胀速度更快,且其激光诱导击穿光谱(LIBS)强度可达到532 nm波长激光的2.3倍。光谱强度、空化气泡大小,以及它们的稳定性与聚焦透镜焦点位置密切相关,焦点位于水面下10~12 mm时,不仅能产生直径更大且相对稳定的空化气泡,还可以将LIBS谱线强度的相对标准偏差由20%降低至13%,稳定性得到提高。