Spectroscopy and Spectral Analysis, Volume. 41, Issue 10, 2989(2021)

Progress in the Correction of Self-Absorption Effect on Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

Fan DENG1、*, Zhen-lin HU2、2;, Hao-hao CUI2、2;, Deng ZHANG2、2;, Yun TANG4、4;, Zhi-fang ZHAO2、2;, Qing-dong ZENG2、2; 3; *;, and Lian-bo GUO2、2; *;
Author Affiliations
  • 11. School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
  • 22. Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Laser and Terahertz Division, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
  • 44. School of Physics and Electronic Science, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China
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    Figures & Tables(8)
    Schematic diagram of self-absorption in LIBS[10]
    Effect of self-absorption on emission line shape[11]
    Schematic diagram of self-absorption correction of LSA-LIBS[20]
    Schematic diagram of MAE-LIBS system[8]
    (a): Boltzmann plot (without self-absorption correction); (b): Boltzmann plot (with self-absorption correction)[7]
    Flow diagram of IRSAC algorithm[32]
    Schematic diagram of reflecting mirror[37]
    • Table 1. The characteristics of various self-absorption correction methods

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      Table 1. The characteristics of various self-absorption correction methods

      类别方法优势劣势
      实验参数实验参数优化原理简单易操作机理研究有待深入
      物 理 辅 助 装 置共振激发自吸收效应抑制效果稳定良好辅助装置价格昂贵
      每次仅针对单个元素
      微波辅助激发辅助装置价格便宜
      同时对多元素实现自吸收抑制
      自吸收抑制效果不稳定
      抑制原理有待更深入的研究
      光纤激光辅助烧蚀辅助装置价格便宜自吸收效应抑制效果不够明显
      抑制原理有待更深入的研究
      正交双脉冲自吸收效应抑制效果较好辅助装置成本较高
      光路较为复杂
      量 化 模 型 和 校 正 算 法成长曲线法可定性评估自吸收效应强弱
      可判断是否存在基体效应
      计算过程繁琐
      需要较多的谱线信息(跃迁参数、 等离子体
      温度、 谱线跃迁振子强度)
      自吸收系数法可直接量化自吸收效应强弱
      无需谱线跃迁信息
      计算所需参数较少
      可对谱线强度和线宽进行校正
      需要斯塔克展宽系数(部分元素难以获取)
      需要无自吸收谱线作为参考
      基于成长曲线法的自吸收校正算法扩展了CF-LIBS的应用范围计算过程繁琐
      理论较为复杂
      基于内参考线的自吸收校正算法原理较为简单
      计算效率高
      自吸收效应校正效果明显
      每个元素必须采集到不存在自吸收效应的谱线
      基于黑体辐射法的自吸收校正算法原理简单
      计算效率高
      无需谱线展宽系数
      可校正谱线玻尔兹曼图
      可获得系统光谱收集效率
      玻尔兹曼图线性系数提升较小(不超过0.12)
      积分法可降低基体效应
      提升定量分析稳定性
      计算过程繁琐
      对于部分元素不适用
      光学薄法可直接获取光学薄等离子体谱线
      可避免理论误差
      必须采集时间分辨光谱
      反射镜法辅助装置价格便宜
      结构简单
      计算过程繁琐
      易受谱线线型影响
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    Fan DENG, Zhen-lin HU, Hao-hao CUI, Deng ZHANG, Yun TANG, Zhi-fang ZHAO, Qing-dong ZENG, Lian-bo GUO. Progress in the Correction of Self-Absorption Effect on Laser-Induced Breakdown Spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2021, 41(10): 2989

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    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Sep. 4, 2020

    Accepted: --

    Published Online: Oct. 29, 2021

    The Author Email: DENG Fan (stefandeng@hust.edu.cn)

    DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2021)10-2989-10

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