刘小亮 作品数:9 被引量:19 H指数:3 供职机构: 兰州大学核科学与技术学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 国际科技合作与交流专项项目 更多>> 相关领域: 理学 机械工程 一般工业技术 金属学及工艺 更多>>
飞秒激光低压镍等离子体光谱的实验研究 被引量:1 2014年 分别对低于0.1 MPa的空气和氩气环境气体条件下的飞秒激光镍等离子体光谱进行了实验研究。结果表明,在两种环境气体中,激光镍等离子体光谱均表现为连续谱和原子线状谱的叠加。随着环境气压的降低,由于电子密度的下降,从而使得低压条件下的谱线比高压条件下的谱线具有更好的分辨特性。同时,谱线强度经历了由缓慢增强发展到迅速降低的演化过程。另外,还讨论了环境气体成分对谱线强度的影响。 孙少华 刘小亮 孙铭泽 曹瑜 史彦超 赵培茜 胡碧涛关键词:飞秒激光 等离子体 谱线强度 飞秒激光诱导击穿光谱技术对石墨中钍的定量分析 被引量:2 2023年 为了促进激光诱导击穿光谱技术在核工业领域中的应用与发展,利用飞秒激光对高纯石墨中的钍(Th)元素开展了定量分析研究。采用标准加样法制备了钍含量在0.35%~35.15%范围内的9个分析样品,以类比钍基核燃料中的钍含量。通过改变光谱采集方式、延时条件及调节飞秒激光脉冲能量对实验条件进行优化。在优化的实验条件下,对所有样品进行激发以采集等离子体光谱信息用于定量分析研究。得出以下结果:对比定点激发采集光谱结果,采用靶面连续移动式的光谱重复性好,钍原子(Th I 396.21 nm)谱线强度获得大约2倍的增强,重复测量的相对标准偏差由20.4%降至5.7%;高含量区间内钍元素谱线存在明显的自吸收效应,采用指数函数对整个含量区间与分析线(Th I 394.42 nm、396.21 nm和766.53 nm)强度进行非线性拟合,可以有效获取分析线的饱和阈值;基本定标法适用于饱和阈值以下的含量区间,分析线对较低含量的未知样品的预测分析具有较高的精确度;采用内标法(以C I 247.85 nm线为内标线),可以实现积分强度和峰值强度与整个区间含量的线性拟合,其中,基于高饱和阈值分析线(766.53 nm)的积分强度能够较好地实现高含量未知样品的含量预测。实验结果说明:飞秒激光诱导击穿光谱技术具有钍基核燃料循环过程中钍含量监测分析的潜力。 刘小亮 刘小亮 彭玲玲 李小燕 李小燕 刘云海关键词:钍 核燃料 激光诱导击穿光谱法测定稀土矿区土壤中钐含量 被引量:4 2022年 为了满足现代分析检测技术发展的新要求,促进激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在元素分析中的应用,本文利用LIBS结合定标曲线法对内蒙古白云鄂博稀土矿区土壤中的稀土元素钐(Sm)进行了定量分析,初步检验了LIBS对稀土矿样元素成分的检测能力。首先,以编号为GBW07402a国家标准物质土壤为基底,采用标准加样法制备了Sm_(2)O_(3)含量分别为1%、5%、10%和20%的待分析样品。其次,通过调节激光脉冲能量参数对基底样品进行激发,探究了激光能量参数对谱线强度和信背比的影响,得出最优化的实验条件后,对所有待分析样品进行激发以获取等离子体光谱信息。接着,分别采用多峰Lorentz拟合扣除背底法(MFM)和级联积分保留背底法(CIM)对光谱信息进行处理,构建以谱线积分强度与元素含量为关联量的定标曲线。最后,根据定标曲线进行含量预测,初步评估了LIBS用于稀土矿区土壤样品中Sm元素的检测性能。研究结果表明:受稀土矿区土壤基体效应的影响,Sm元素的谱线出现了强烈的展宽而导致无法进行有效分辨,而钠(Na)、钾(K)、钛(Ti)和铁(Fe)等元素的谱线没有呈现出明显的展宽。通过对比不同含量下的光谱信息,选取410 nm-band和470.44 nm为Sm元素分析谱线用于定量分析。基于积分强度和元素含量构建的定标曲线都有着较好的线性相关度,拟合系数(R^(2))值大都在0.99以上;相比而言,采用CIM处理光谱信息,可以获取更好的线性相关度,最大值为0.99927。以Sm含量为4.310%的3#样品为未知待测样品,采用留一法构建定标曲线对其含量进行预测分析,结果显示CIM法使得分析线具有极佳的预测性能,两条分析线对3#样品含量的预测相对误差均在1%以内。实验结果说明LIBS能够实现稀土矿区土壤中稀土元素Sm含量的检测分析,满足现代分析技术的新要求,为开发便携式稀土元素检测仪提供了实验依据。 刘小亮 刘小亮 孙少华 李小燕 刘云海关键词:激光诱导击穿光谱 钐 稀土元素 飞秒激光诱导击穿光谱增强特性的研究 本文利用掺钛蓝宝石飞秒激光器系统、光纤光谱仪、中阶梯光栅光谱仪系统等实验装置开展了一系列激光诱导击穿光谱(LIBS)的研究工作。在单脉冲LIBS的研究基础上,着重开展了正交双脉冲LIBS和共轴双脉冲LIBS光谱信号增强的... 刘小亮关键词:飞秒激光脉冲 LIBS 等离子体 电子温度 电子密度 文献传递 双飞秒激光脉冲诱导击穿光谱增强特性研究 被引量:2 2016年 在大气环境中,以钴为样品,通过单脉冲飞秒激光诱导击穿光谱及共轴双飞秒脉冲激光诱导击穿光谱的对比实验,研究了双脉冲激光诱导击穿光谱的谱线增强机制,测量了双脉冲激光诱导击穿光谱随脉冲时间间隔的变化趋势。结果表明,在最优化的脉冲时间间隔条件下,双脉冲激光诱导等离子体光谱获得明显增强。进一步,通过线性Boltzmann法得出了电子温度随脉冲时间间隔的演化,发现了谱线增强因子和电子温度随脉冲时间间隔呈现出相同的演化趋势,并经历两个明显的变化过程,得出了谱线信号强度的增强依赖于电子温度升高的结论。 吴柯岩 任忠国 苏容波 刘小亮 沈洁 胡碧涛关键词:飞秒激光 双脉冲 电子温度 QSNB-Ⅰ井型中子测量装置的设计 2011年 研制了QSNB-Ⅰ井型中子测量装置。该装置探测腔直径12 cm,使用8支^3He正比计数管,采用聚乙烯作为慢化体材料;为了提高装置的可靠性,设计了新型的连接盒;并对装置的探测效率,探测效率与源位置关系进行了模拟计算与测试。结果表明QSNB-Ⅰ井型中子测量装置具有较小的空间位置灵敏性,测试探测效率15.6%,与模拟结果16.4%具有较高的一致性。 任忠国 施俊 张明 赵志平 刘小亮 胡碧涛关键词:连接盒 步进电机脉冲当量及回程差的微位移测量系统 被引量:3 2011年 为了精确测量步进电机的脉冲当量和回程差,提出了一种基于薄膜干涉原理的激光微位移测量系统。该系统以He-Ne激光器为光源,配以牛顿环仪系统、面阵电荷耦合器视频信号采集系统、计算机及数据处理软件等。采用条纹记数法实现微位移测量,具有1/400波长的位移分辨率。与传统测量方法相比,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高,特别适合范围在微米及微米以下的位移测量。对TSA50-C型商用步进电机进行了测量。结果验证了这种测量系统在普通实验室环境噪声中可以达到纳米级的位移测量精度。结果表明,对于5μm以下的脉冲当量及回程差的测量,该测量系统的相对误差分别为2.63%和0.44%。 刘小亮 孙少华 任忠国 丁宝卫 胡碧涛关键词:激光技术 脉冲当量 微位移 飞秒激光低压N_2等离子体特性的实验研究 被引量:5 2013年 在低于一个标准大气压的条件下对飞秒激光产生的N2等离子体光谱进行了实验研究.结果表明,各种样品气压下的激光N2等离子体光谱均表现为连续谱和线状谱的叠加.随着样品气压的降低,连续谱和原子谱线的强度经历了由缓慢增强发展为缓慢降低再到迅速降低的过程,而正一价离子谱线强度呈现逐步增强的特征.在气压低于0.3atm(1atm=101325Pa)时,出现了正二价态的离子谱线.给出了低压N2等离子体对于飞秒激光传输和能量吸收的物理特性,并初步讨论了低压等离子体通道特性.这些结果有助于加深了解飞秒激光等离子体的特性和机理,特别是给出了在实验上测量不同价态离子光谱的条件,为今后的研究提供了有益的实验依据. 刘小亮 孙少华 曹瑜 孙铭泽 刘情操 胡碧涛关键词:飞秒激光 等离子体光谱 激光传输 基于激光诱导击穿光谱技术对高纯石墨中稀土元素Nd的检测分析 被引量:3 2022年 为了满足材料中稀土元素快速安全检测的需求,同时为探索激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于核工业领域的可行性,利用LIBS技术结合定标曲线法对高纯石墨中的稀土元素钕(Nd)进行了定量分析。实验检测并分析了Nd元素在以石墨为基底的混合物中的LIBS光谱特征,并初步探究了激光能量参数对谱线强度和信背比的影响,并最终筛选出两条Nd原子谱线(NdⅠ489.69和492.45 nm)以及两条一价Nd离子谱线(NdⅡ490.18和531.98 nm)作为分析线开展定量分析。研究结果表明:利用4条分析线的峰值强度、积分强度分别与Nd含量构建的定标曲线都呈现出较好的线性相关度,拟合系数(R^(2))值大都在0.97以上,最大值为0.9912;相较于峰值强度的情形,基于积分强度的线性相关度更好,R^(2)均可获得1%的提高;利用NdⅡ490.18 nm分析线可以获得最低的检测限(LOD),其值为0.06%,该值远低于乏燃料中Nd含量(0.351%);根据定标曲线进行含量反演预测,除去Nd含量为4.28%的试样3预测结果误差较大外,所有分析线对其余样品预测相对误差均在11%以内,特别是NdⅡ490.18 nm分析线,对Nd含量具有最佳的预测性能,反演预测相对误差分别为1.16%,9.35%,6.77%和1.87%,LIBS分析结果具有可靠性。 刘小亮 刘小亮 金鑫 李小燕 李小燕 刘云海