[发明专利]确定激光诱导等离子体处于光学薄时间窗口的方法及装置

摘要

本发明属于激光光谱技术应用领域，主要是一种确定激光诱导等离子体处于光学薄时间窗口的方法及装置。解决了目前利用激光诱导等离子体技术中存在难以判断等离子体是否处于光学薄状态导致待测元素浓度分析不准确的技术问题。本发明通过预先计算出电离态Z下两个上能级相同的等离子体辐射谱线理论强度比，然后通过延时测量出所述两种离子体辐射谱线的实际强度值，将理论值与实验值进行比较，找出最接近理论值的测量值，据此找到光学薄所在时间窗口，从而可以准确的获知等离子体何时处于光学薄状态，为精确分析待测元素成分提供了理论基础。

主权项

一种确定激光诱导等离子体处于光学薄时间窗口的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、对处于局部热平衡态下的等离子体，首先计算两个上能级相同的辐射谱线理论强度比：式中：Ctheo是在电离态Z下两个上能级相同的等离子体辐射谱线理论强度比，I1,theo、I2,theo分别是两个上能级相同的辐射谱线理论强度，λnm,Z、λki,Z分别是在电离态Z下两个辐射谱线的对应波长，Aki,Z、Anm,Z分别是Ek,Z－Ei,Z，En,Z－Em,Z跃迁几率，gk,Z、gn,Z分别是两个辐射谱线对应的简并度，Ek,Z、En,Z分别是在电离态Z下两个辐射谱线跃迁前对应的上能态，Ei,Z、Em,Z分别是在电离态Z下两个辐射谱线跃迁后对应的下能态，kB是波尔兹曼常数，T是等离子体温度；(2)、针对处于局部热平衡态下的等离子体，测量在电离态Z下两个上能级相同的等离子体辐射谱线在不同延时下的实际强度并计算比值：式中I1，nΔt，meas、I2，nΔt，meas分别是两个上能级相同的辐射谱线在nΔt时刻的测量强度，n＝1，2，3……，Δt为设定的时间间隔，这样获得一个以延时排序的光谱测量数组；(3)、以①中计算的理论强度比为标准值匹配测量值，可以在②获得的测量数组中，找到一个或几个值使：Ctheo≈CnΔt，|n＝INT  ③或Ctheo＝CnΔt，|n＝INT  ④(4)、得到等离子体处于光学薄的延时测量时间窗口：nwin＝INT·Δt  ⑤(5)、在这个时间窗口里等离子体态处于光学薄状态。