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电感耦合等离子体原子/离子荧光光谱激发光源分类
点击次数:48 发布时间:2019-10-24

1、 空心阴极灯的强短脉冲供电电源

与 DC-HCL 或 CP-HCL 供电电源相比,HCMP-HCL 供电电源需要进行特殊设计,电源要提供微秒宽度的脉冲,峰值工作电流 一般为几安培,最大可到十几安培。下图所示为强短脉冲电源示意图。

 

 

强短脉冲供电时,HCL 工作在大电流状态,电流一般为几安培,对个别元素的 HCL,工作电流最大可高达20A。脉冲一般为亚微秒到几个微秒宽度,典型值为1. 0〜4. 0μs。脉冲频率为200〜1000Hz,在进行脉冲频率对放电性能影响实验时,最大脉冲频率可达2000Hz。

 

HCMP-HCL 电源主要由三部分组成:①脉冲输入以及由三极 管组成的驱动电路;②高压电路(HV);③测量电路,其中Rob1为测量 HCL 作电流而设置,R和Rob2形成的旁路则为了测量 HCL 工作时的电压降。

 

2、 强短脉冲供电空心阴极灯的放电特性

空心阴极灯放电特性曲线表明了 HCL 在工作过程中电压-电流之间的关系。处于正常工作状态的 HCL,其伏安特性曲线应在辉光放电伏安特性曲线的正常辉光放电区域。下图所示为 HCL 工作在 CP 和 HCMP 状态时的伏安特性曲线。图中表明,与 CP 供电方式相比,HCMP 供电时 HCL 获得了更高的能量,HCMP- HCL 获得的瞬时功率要比 CP 状态时大约高102〜103倍。高的能量使 HCL 在阴极溅射、粒子碰撞、激发和发射的过程具有自己的特点。

 

HCMP-HCL 的伏安特性曲线有一“平台”,表明在 HCL 工作时的每一个脉冲内,其最大工作电压达到了 “饱和”状态。对 HCL 伏安特性曲线这一“平台”的进一步研究表明,HCL 工作的最大电压除与阴极材料、工作气体以及阴极和阳极间距有关外,与 HCMP 高压电源的最大输出电压密切相关。同样 HCL 在 HCMP 供电时,伏安特性曲线中“平台”的高或低随电源高压输出的升高而升高。这一结果预示,目前 HCMP-HCL 电源仅能使 HCL 工作在正常的辉光放电区域,还未达到使其“烧毁”的电弧放电区,同时也预示 HCL 的瞬时功率还可能更高。

 

 

相关研究的结果还表明,HCMP-HCL 伏安特性曲线受脉冲频率的影响不大,而脉冲宽度对伏安曲线的影响也不十分明显。

 

3、 强短脉冲供电空心阴极灯的发射光谱

对 HCMP-HCL 发射光谱的研究更能直接说明其在原子/离子荧光光谱研究中的重要性和实用性。黄本立等的实验结果表明,HCMP-HCL 可发射强的离子线和原子线;与直流供电相比, 离子线强度的增加可达 IM 倍以上;原子线强度的增加虽比离子线增加幅度稍低,但仍然很可观。这些实验结果说明,HCMP- HCL 有望成为原子光谱学研究中的离子线/原子线光源,也有望成为离子荧光光谱、原子荧光光谱研究中廉价、实用的激发光源。

 

对 HCMP-HCL 发射光谱的详细研究,张绍雨等进行了非常有代表性的研究工作。

 

Eu HCL:上海电光器厂;单色仪出射、入射狭缝:10Mm; PMT 负高压:一900V;

PMT 负载:DC 供电1MC, HCMP 供电50Q; DC 供电电流:6。 0mA; HCMP 供电:

频率200Hz,脉冲宽度3.03,脉冲电流10A

广东11选51—Eu II 372. 494nm; 2—Eu II 381. 967nm; 3—Eu II 390. 048nm;

4—    Eu II 393。048; 5—Eu II 397。 196nm; 6—Eu II 412。 970nm;

广东11选57—Eu II 420. 505nm; 8一Eu II 443. 553nm; 9—Eu I 459. 403nm;

10—Eu I 462. 722nm; 11—Eu I 466. 188nm

 

YHCL:河北衡水宁强光源厂;单色仪出射、入射狭缝:lOfim; PMT 负高压:一900V;

PMT负载:DC供电1MC, HCMP供电50(1;DC供电电流:10.0mA; HCMP 供电:

频率200Hz,脉冲宽度3. 0^s,脉冲电流16. 7A

1—Y II 371. 030nm; 2—Y Il 377. 433nm; 3—Y II 378. 780nm 4一Y II 383. 288nm;

4—    Y I 407. 738; 6—Y I 410. 238nm; 7—YI 412. 831nm;8—丫 I 414. 285nm;

9—Y II 417. 154nm; 10—Y II 423. 573nm+Y I 423. 594nm; 11—Y II430. 963nm;

12—Y II 437. 494nm; 13—Y I 464. 370nm; 14—Y I 467. 484nm

 

上面两图分别为 Eu、Y 的 HCL 在 HCMP 供电时的发射光谱,图中同时还列出了同一 HCL 在 DC 供电时的发射光谱,以进行比较。图中表明,在370〜470nm 的波长范围内,DC 供电时 Eu HCL 有3条发射强度较高的原子线 Eu I 459. 403nm、Eu I 462. 722nm、Eu I 466. 188nm,而离子 线的发射强度都较弱;HCMP 供电时 Eu HCL 除发射上述3条原子线外,Eu II 381. 967nm、Eu H 420. 505nm 等离子线的强度都超过了原子线的发射强度。图中所示为Y HCL 在 DC 供电、 HCMP 供电时的发射光谱,图中实验结果表明,Y HCL 在 HCMP 供电时的发射光谱也有相当地增强,与 Eu HCL 在两种供电状态时的结论基本一致。

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