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基于双脉冲LIBS结合偏最小二乘回归的稀土元素定量分析
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作者 邓志伟 郭苏彤 +4 位作者 徐智帅 赵梓屹 卢颖 刘莉 郝中骐 《中国无机分析化学》 CAS 2024年第2期183-190,共8页
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种以激光为激发源的等离子体发射光谱分析技术,已有将其用于稀土元素的定量分析研究,但由于稀土矿基体差异大、元素含量低,定量分析灵敏度和准确度仍有待提高。通过使用单激光分束构造双脉冲LIBS系统,并结合... 激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种以激光为激发源的等离子体发射光谱分析技术,已有将其用于稀土元素的定量分析研究,但由于稀土矿基体差异大、元素含量低,定量分析灵敏度和准确度仍有待提高。通过使用单激光分束构造双脉冲LIBS系统,并结合偏最小二乘回归(PLSR)算法实现对稀土矿石样品中的稀土元素La、Dy、Yb和Y的定量分析。结果表明,双脉冲LIBS结合PLSR可建立更加稳定的定标模型,与常规基本定标法相比,La、Dy、Yb和Y元素的相对均方根预测误差(RMSEP)从0.0061%、0.0037%、0.0045%、0.0280%降低至0.0044%、0.0016%、0.0029%、0.0134%,平均相对预测误差(AREP)从10.88%、15.27%、6.42%、17.20%降低至6.67%、3.62%、4.10%、7.98%。因此,双脉冲LIBS结合PLSR方法可以有效地提高LIBS对稀土矿石中稀土元素的定量分析能力。 展开更多
关键词 双脉冲激光诱导击穿光谱 稀土元素 偏最小二乘回归
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余弦平方-高斯光束的双焦开关和焦平面 被引量:3
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作者 郝中骐 文伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期663-666,共4页
为了研究余弦平方-高斯光束通过无光阑透镜后的聚焦特性,采用Collins公式推导了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布公式,并利用空间2阶矩法求得光束束腰宽度的解析表达式。通过数值方法研究了轴上光强的双焦开关现象和由束腰所在焦平面... 为了研究余弦平方-高斯光束通过无光阑透镜后的聚焦特性,采用Collins公式推导了聚焦余弦平方-高斯光束轴上光强分布公式,并利用空间2阶矩法求得光束束腰宽度的解析表达式。通过数值方法研究了轴上光强的双焦开关现象和由束腰所在焦平面的焦移现象,得到了这两种现象随光束参量b、相对入射距离s′及菲涅耳数NF的变化关系。结果表明,只有b>1时才出现双焦开关现象,而实际焦平面在s′≠1时存在焦移。 展开更多
关键词 激光光学 双焦开关 焦平面 COLLINS公式 2阶矩法 余弦平方-高斯光束
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余弦平方高斯光束通过无光栏透镜的梯度力 被引量:1
3
作者 郝中骐 刘莉 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期365-369,共5页
基于Collins公式推导了余弦平方高斯光束通过无光栏透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力,采用数值模拟分析梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度随光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化。结果表明:光束相关参数b越大光阱的数量... 基于Collins公式推导了余弦平方高斯光束通过无光栏透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力,采用数值模拟分析梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度随光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化。结果表明:光束相关参数b越大光阱的数量越多,光阱的位置随光束入射距离而改变,大小随系统菲涅耳数的增加而减小,但不影响其位置。 展开更多
关键词 余弦平方高斯光束 无光栏透镜 COLLINS公式 梯度力
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聚焦余弦平方高斯光束的梯度力 被引量:1
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作者 郝中骐 刘莉 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期21-22,共2页
利用Collins公式推导了余弦平方高斯光束(CSGB)通过无光阑透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力表达式。通过数值模拟讨论了光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化对梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度的影响。结果表明,光束相... 利用Collins公式推导了余弦平方高斯光束(CSGB)通过无光阑透镜光学系统聚焦后的光强分布及梯度力表达式。通过数值模拟讨论了光束参数、光束入射距离及系统菲涅耳数的变化对梯度力分布及光阱的数量、位置及尺度的影响。结果表明,光束相关参数越大光阱的数量越多,光阱的位置随光束入射距离而改变,系统菲涅耳数增加光阱尺度减小,而位置不变。 展开更多
关键词 余弦平方高斯光束 无光阑透镜 梯度力 光阱
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开放式专题教学法在高校理工教学中的应用 被引量:4
5
作者 郝中骐 刘莉 《宜春学院学报》 2009年第6期187-188,共2页
首次提出了开放式专题教学法,从专题的设计方法、教学过程及考核方式等方面阐述了开放式专题教学法在高校理工科课程教学中的应用,分析了存在的问题及对策。
关键词 开放式专题 教学法 理工教学
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太阳能光纤照明系统在节能型城市建设中的应用 被引量:3
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作者 郝中骐 刘莉 《宜春学院学报》 2011年第8期61-63,共3页
太阳能光纤照明技术将太阳能利用和光纤照明有机结合,是一种新颖的照明技术。阐述了太阳能光纤照明系统组成及原理,分析了太阳能光纤照明系统在节能型城市建设中的几种典型应用。
关键词 太阳能 光纤照明 节能 城市建设
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EchSGB远距离照明条件下的焦开关 被引量:1
7
作者 郝中骐 朱开成 文伟 《光学与光电技术》 2007年第4期12-15,共4页
推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)被无光阑透镜聚焦后的轴上光强分布公式,在此基础上通过数值计算和分析发现,EchSGB只有在远距离照明条件下才存在焦开关现象。焦点跃变位置随光束参数和对应高斯光束的菲涅尔数不同而变化,得... 推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)被无光阑透镜聚焦后的轴上光强分布公式,在此基础上通过数值计算和分析发现,EchSGB只有在远距离照明条件下才存在焦开关现象。焦点跃变位置随光束参数和对应高斯光束的菲涅尔数不同而变化,得到了EchSGB在平顶情形下产生焦开关的相对入射距离为11.13,表明在远距离照明和无光阑透镜精密调焦时,对于EchSGB要考虑焦开关现象的影响。 展开更多
关键词 复变量双曲余弦平方-高斯光束 无光阑透镜 焦移 焦开关
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复变量双曲余弦平方-高斯光束的双焦开关
8
作者 郝中骐 刘莉 《宜春学院学报》 2008年第4期41-42,84,共3页
推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)通过无光阑透镜系统后的轴上光强分布公式,在此基础上通过大量的数值分析发现,在菲涅耳数较小的情形下,当光束参数a<0.91且b>1时,轴上焦点出现两次位置不同的跃变-双焦开关(DFS)现象,... 推导了复变量双曲余弦平方-高斯光束(EchSGB)通过无光阑透镜系统后的轴上光强分布公式,在此基础上通过大量的数值分析发现,在菲涅耳数较小的情形下,当光束参数a<0.91且b>1时,轴上焦点出现两次位置不同的跃变-双焦开关(DFS)现象,讨论了光束入射距离及光束参数对其产生和变化的影响。最后对该光束的特例-余弦平方高斯光束的DFS现象作了一些分析讨论。 展开更多
关键词 复变量双曲余弦平方-高斯光束 双焦开关 无光阑透镜 余弦平方-高斯光束
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基于遗传算法和偏最小二乘法的土壤激光诱导击穿光谱定量分析研究 被引量:26
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作者 邹孝恒 郝中骐 +6 位作者 易荣兴 郭连波 沈萌 李祥友 王泽敏 曾晓雁 陆永枫 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期181-186,共6页
在空气环境下,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对土壤成分进行检测,建立了基于遗传算法(GA)和偏最小二乘法(PLS)的定量分析模型。将配制的58个土壤样品分为定标集、监控集和预测集,对11种组分Mn,Cr,Cu,Pb,Ba,Al2O3,Ca O,Fe2O3,Mg O,Na2O... 在空气环境下,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对土壤成分进行检测,建立了基于遗传算法(GA)和偏最小二乘法(PLS)的定量分析模型。将配制的58个土壤样品分为定标集、监控集和预测集,对11种组分Mn,Cr,Cu,Pb,Ba,Al2O3,Ca O,Fe2O3,Mg O,Na2O和K2O的含量分别进行预测。结果表明,GA作为一种谱线选择的预处理方法,可以有效减少用于PLS建模的光谱谱线的数目,从而简化模型。对于土壤中的大部分组成成分,GA-PLS模型能够显著改善传统PLS模型的预测能力。以Mn元素为例,浓度预测均方根误差(RMSEP)从0.0215%降低至0.0167%,平均百分比误差(MPE)从8.10%降低至5.20%。本研究为进一步提高土壤的LIBS定量分析准确度提供了方法参考。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 遗传算法 偏最小二乘法 土壤
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钢铁中钒、钛元素的激光诱导击穿光谱定量检测 被引量:8
10
作者 郭连波 张庸 +5 位作者 郝中骐 沈萌 李常茂 任昭 李祥友 曾晓雁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期217-220,共4页
采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量钢铁中钒、钛元素的含量。选取VⅠ440.85nm和TiⅠ334.19nm作为定量分析谱线、基体元素谱线FeⅠ438.35nm作为内标谱线,分别建立了基本定标法和内定标法的钢铁样品中V和Ti含量的光谱分析定标曲线,并将... 采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量钢铁中钒、钛元素的含量。选取VⅠ440.85nm和TiⅠ334.19nm作为定量分析谱线、基体元素谱线FeⅠ438.35nm作为内标谱线,分别建立了基本定标法和内定标法的钢铁样品中V和Ti含量的光谱分析定标曲线,并将它们用于检验样品的定量分析。研究表明,V和Ti基本定标曲线的拟合相关系数R2分别为0.987 5和0.990 9,对检验样品中V和Ti元素的测定相对误差最大分别为11.1%和4.0%;而采用内定标法时,V和Ti的拟合相关系数R2分别达到0.995 2和0.992 1,对检测样品中V和Ti元素的测定相对误差均可降低到4.0%以下。结果证明,采用内定标的激光诱导击穿光谱分析方法更适于钢铁样品中钒、钛含量的测定。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 等离子体 钒和钛元素 定量检测
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双曲正弦高斯光束在梯度折射介质中的传输 被引量:10
11
作者 刘莉 郝中骐 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期126-129,共4页
为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行... 为了研究双曲正弦高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了光束强度分布解析表达式,据此结合空间二阶矩定义得到了束腰宽度和位置的解析表达式,并对光束强度分布、光斑尺寸、束腰宽度及其位置进行了数值计算和分析。结果表明,轴向光强分布呈周期性变化,横向光场分布受梯度折射系数和光束参量影响,通过对这些参量的适当调整,可以改变光斑尺寸和束腰位置。 展开更多
关键词 激光光学 传输特性 广义惠更斯-菲涅耳衍射积分 双曲正弦高斯光束 梯度折射率介质
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正三角形波导的图像传输特性 被引量:1
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作者 刘志敏 朱开成 +2 位作者 唐斌 郝中骐 文伟 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期253-256,共4页
对正三角形波导中的图像传输问题进行了理论分析与探讨,推导出正三角形波导的自成像周期,并借助于数值方法模拟其图像传输特性。数值结果表明:在1/3自成像周期截面的输出图像分成三个与输入图像一致的图像,其对称位置的图像相对于输入... 对正三角形波导中的图像传输问题进行了理论分析与探讨,推导出正三角形波导的自成像周期,并借助于数值方法模拟其图像传输特性。数值结果表明:在1/3自成像周期截面的输出图像分成三个与输入图像一致的图像,其对称位置的图像相对于输入图像依次发生120°的旋转。 展开更多
关键词 纤维与波导光学 正三角形波导 图像传输 自成像
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微项目驱动嵌入式系统实践教学研究 被引量:7
13
作者 刘莉 郝中骐 《宜春学院学报》 2016年第12期115-117,共3页
为改善常规嵌入式系统实践教学中演示性和验证性实验对学生动手能力培养的不足,提出微项目驱动嵌入式系统实践教学法,用系列微项目替代传统项目驱动法采用单一项目贯穿始终的方法,具有周期短、投入低、操作灵活及与传统教学兼容性好的... 为改善常规嵌入式系统实践教学中演示性和验证性实验对学生动手能力培养的不足,提出微项目驱动嵌入式系统实践教学法,用系列微项目替代传统项目驱动法采用单一项目贯穿始终的方法,具有周期短、投入低、操作灵活及与传统教学兼容性好的特点。详细介绍了嵌入式系统实践教学中微项目的设计、教学的组织、教学的实施等环节,结果证明微项目驱动实践教学法可有效提升学生的嵌入式系统设计综合能力。 展开更多
关键词 微项目驱动 嵌入式系统 实践教学
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Mathieu-Gauss光束的焦开关 被引量:1
14
作者 文伟 朱开成 郝中骐 《怀化学院学报》 2007年第2期48-51,共4页
研究Mathieu-Gauss(MG)光束通过光阑透镜分离系统的焦开关现象.由Collins公式,推导出了MG光束轴上光强分布公式,在此基础上作了大量的数值分析.研究发现,在光束参数和截断参数的适当取值下,MG光束存在焦开关现象.产生焦开关现象的条件是... 研究Mathieu-Gauss(MG)光束通过光阑透镜分离系统的焦开关现象.由Collins公式,推导出了MG光束轴上光强分布公式,在此基础上作了大量的数值分析.研究发现,在光束参数和截断参数的适当取值下,MG光束存在焦开关现象.产生焦开关现象的条件是:光阑和透镜相对间距为1,光束参数必须大于其相应的临界值,而截断参数则须在它的两个临界值之间. 展开更多
关键词 焦开关 Mathieu-Gauss光束 光阑透镜分离系统
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宜春中心城区交通畅通对策研究 被引量:1
15
作者 刘莉 郝中骐 《宜春学院学报》 2012年第8期58-60,共3页
研究了宜春中心城区交通畅通问题及对策。通过对宜春中心城区交通现状的深入分析,指出了现有路况差、公交资源紧缺、功能资源集中及市民交通守法意识淡薄等主要畅通影响因素。提出了改善现有交通资源、优化公共交通等实际手段,而城市的... 研究了宜春中心城区交通畅通问题及对策。通过对宜春中心城区交通现状的深入分析,指出了现有路况差、公交资源紧缺、功能资源集中及市民交通守法意识淡薄等主要畅通影响因素。提出了改善现有交通资源、优化公共交通等实际手段,而城市的合理规划和市民交通守法意识的提高才是最终实现中心城区畅通的长远对策。 展开更多
关键词 交通畅通 宜春中心城区 城市规划 对策
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支持向量机结合主成分分析辅助激光诱导击穿光谱技术识别鲜肉品种 被引量:18
16
作者 朱毅宁 杨平 +7 位作者 杨新艳 李嘉铭 郝中骐 李秋实 郭连波 李祥友 曾晓雁 陆永枫 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期336-341,共6页
为提高激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)对鲜肉品种的识别率,采用支持向量机结合主成分分析算法辅助LIBS技术对鲜肉品种进行识别。对鲜肉切片用载玻片压平,采用LIBS技术对鲜肉组织(猪肉、牛肉和鸡肉)... 为提高激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)对鲜肉品种的识别率,采用支持向量机结合主成分分析算法辅助LIBS技术对鲜肉品种进行识别。对鲜肉切片用载玻片压平,采用LIBS技术对鲜肉组织(猪肉、牛肉和鸡肉)表面进行光谱数据的采集,每种鲜肉采集150幅光谱并进行随机排列,取前75幅光谱作为训练集建立模型,后75幅作为测试集测试建模结果。研究选取K、Ca、Na、Mg、Al、H、O等元素的49条归一化谱线数据进行主成分分析,并用所得数据建立支持向量机分类模型。结果表明,通过主成分分析降维,输入变量从49个优化减少到18个,模型建模速度从88.91 s降至55.52 s,提高了支持向量机的建模效率;并使预测集的平均识别率提高到89.11%。本研究为激光诱导击穿光谱技术在鲜肉品种快速分类领域提供了方法和数据参考。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 支持向量机 主成分分析 组织分类
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塑料激光诱导击穿光谱技术快速分类应用研究 被引量:8
17
作者 孙倩倩 杜敏 +8 位作者 郭连波 郝中骐 易荣兴 李嘉铭 刘建国 沈萌 李祥友 曾晓雁 陆永枫 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2205-2209,共5页
在大气环境中,采用激光诱导击穿光谱技术与支持向量机算法相结合,对来自不同厂家不同颜色的20种工业塑料进行分类研究。首先对分类结果有影响的实验参数进行优化,在最佳的实验参数条件下进行光谱采集,采用6条非金属元素特征谱线,有效缩... 在大气环境中,采用激光诱导击穿光谱技术与支持向量机算法相结合,对来自不同厂家不同颜色的20种工业塑料进行分类研究。首先对分类结果有影响的实验参数进行优化,在最佳的实验参数条件下进行光谱采集,采用6条非金属元素特征谱线,有效缩短了训练支持向量机分类模型所需时间,从而提高了塑料的分类效率。实验结果表明,利用碳、氢、氧、氮等主量非金属元素对这些工业塑料样品进行分类,测试集1 000个光谱数据中有996个识别正确,算术平均识别精度达到99.6%。在选取较少的主量非金属特征谱线的情况下,结合采用支持向量机算法,可以实现激光诱导击穿光谱技术对更多类型的塑料制品快速、高精度分类,为激光诱导击穿光谱技术在实现塑料分类方面提供了数据参考。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱技术 非金属元素特征谱线 支持向量机 塑料分类
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基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析(英文) 被引量:6
18
作者 梅亚光 程宇心 +4 位作者 程树森 郝中骐 郭连波 李祥友 曾晓雁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期99-106,共8页
到目前为止,尚没有适用于大型金属材料试样元素偏析定量检测的有效方法。该研究将新兴的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的同步检测,选取Si(288.16 nm)、Mn(293.31 nm)和Ti(334.94 nm)作为三种元素的定量分... 到目前为止,尚没有适用于大型金属材料试样元素偏析定量检测的有效方法。该研究将新兴的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的同步检测,选取Si(288.16 nm)、Mn(293.31 nm)和Ti(334.94 nm)作为三种元素的定量分析谱线,同时选取Fe(263.58 nm,441.51 nm,370.79 nm)分别作为三种元素的内标谱线,使用内标法降低基体效应的影响。定标拟合系数R2分别为0.991 7、0.990 3和0.991 2,因此证明LIBS适用于对生铁中Si、Mn、Ti元素的准确同步定量检测。随后将取自高炉的铁样切割为两个圆形的铁块,用空间分辨的LIBS装置对样品表面进行面扫描分析并得出元素分布图,基于元素分布图识别出Si、Mn、Ti元素的偏析区域并计算最大正偏析度和负偏析度。该研究证明了LIBS用于同步检测生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的可行性,同时也揭示了生铁中合金元素的偏析规律,有利于加深对凝固过程元素迁移和分布的理解和认识。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 面扫描 生铁 偏析
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激光诱导击穿光谱技术成分面扫描分析与应用 被引量:5
19
作者 陈启蒙 杜敏 +6 位作者 郝中骐 邹孝恒 李嘉铭 易荣兴 李祥友 陆永枫 曾晓雁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1473-1477,共5页
为分析和检测铁矿石表面多成分的分布情况,采用532nm Nd∶YAG脉冲激光,设计面扫描分析方法,结合自行开发的软件,首先对标准样品进行面扫描分析,建立定标曲线,说明元素含量与谱线强度的关系。然后对由标准样品压制的表面元素含量分布不... 为分析和检测铁矿石表面多成分的分布情况,采用532nm Nd∶YAG脉冲激光,设计面扫描分析方法,结合自行开发的软件,首先对标准样品进行面扫描分析,建立定标曲线,说明元素含量与谱线强度的关系。然后对由标准样品压制的表面元素含量分布不均匀的样品进行面扫描分析,生成二维分布图,并与样品表面形貌进行比较,验证了分析方法的正确性。最后以100μm的分辨率对天然铁矿石样品表面14mm×11mm范围内进行面扫描分析,得到其表面Ca,Al,Ti和Mn四种元素的分布情况,并将分析结果与铁矿石表面形貌相比较。结果表明,激光诱导击穿光谱技术作为一种成分分析方法,可以对不均匀样品的表面成分分布情况进行定性分析。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 铁矿石 面扫描分析 成分分析
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显微激光诱导击穿光谱技术对低合金钢中Mn的定量检测 被引量:3
20
作者 王旭朝 郝中骐 +3 位作者 郭连波 李祥友 曾晓雁 陆永枫 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1254-1258,共5页
采用显微激光诱导击穿光谱技术对低合金钢标准样品进行定量分析,空间分辨率达到20μm,单脉冲检测极限(LoD)为0.10%。根据谱线强度和元素浓度的关系获得Mn元素的基本定标曲线,定标曲线的拟合度系数R^2为0.97,采用去一交互验证法预测了样... 采用显微激光诱导击穿光谱技术对低合金钢标准样品进行定量分析,空间分辨率达到20μm,单脉冲检测极限(LoD)为0.10%。根据谱线强度和元素浓度的关系获得Mn元素的基本定标曲线,定标曲线的拟合度系数R^2为0.97,采用去一交互验证法预测了样品中Mn元素的浓度,七个样品的平均预测误差为12.91%,去一交互验证均方根误差为0.11%。采用内标法时定标曲线的拟合度系数R^2为0.99,七个样品的平均预测误差为7.25%,去一交互验证均方根误差为0.07%。实验结果表明显微激光诱导击穿光谱技术能有效应用于物质微区元素的高精度定性、定量分析。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 显微光学 MN 定量分析
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