Calibration-free analysis of TC4 titanium alloy using high-repetition-rate fiber laser-induced breakdown spectroscopy
摘要
تواجه تقنية الطيف الطيفي للتحلل بالانفجار الكهروضوئي بالليزر التقليدية (LIBS) مشكلة عدم استقرارية العمل المتواصل لفترة طويلة للأجهزة الليزرية الصلبة عالية التردد. على الرغم من أن تقنية الطيف الطيفي للتحلل بالانفجار الكهروضوئي بالليزر الليفي (FL-LIBS) يمكن أن توفر استقرارية عالية على المدى الطويل، إلا أن تكرارها الزائد يعيقها من تحليل الكميات. وبناءً على ذلك، يستخدم الباحثون حاليًا تقنية تحليل الطيف التكميلي مع خط المعايرة لتحليل الكميات بطريقة كمية. بهدف التغلب على قيود العينات المرجعية، قام الباحثون في هذه الدراسة ببناء نظام للتحكم في الإشعال فائق السرعة والتكرارية العالية على منصة FL-LIBS، مما أدى إلى تحقيق جمع الطيف الكمي للبلازما وتطوير خوارزمية لتحليل الكمي دون الحاجة إلى معايرة. وقد تم تحسين تقنية معايرة الخطوط المرجعية الداخلية لتصحيح الامتصاص الذاتي (IRSAC) الطيفي، مما أدى إلى زيادة دقة التحليل الكمي بدون الحاجة إلى معايرة. أظهرت نتائج التجارب أن خطأ تحليل سبيكة التيتانيوم TC4 الكلي (Distance Error، DE) يتراوح بين 0.883٪-3.928٪ (بالكتلة)، وهذا يقلل من الامتصاص الذاتي الغير المصحح بنسبة 16.879٪-26.597٪ (بالكتلة) بالمقارنة مع الحالة الغير المصححة. وبالتالي، يؤكد هذا الأسلوب إمكانية تحقيق تحليل كمي دقيق بكثافة عالية لا تحتاج إلى معايرة تحت طرق الحرق الليزري لليفي على المدى الطويل، ويوفر حلا لنظم تقنية LIBS بالعمل المتواصل لفترة طويلة.
关键词
laser induced breakdown spectroscopy;fiber laser;quantitative analysis;self-absorption effect;calibration-free method