刘 莉，肖平平

宜春学院物理科学与工程技术学院，江西 宜春 336000

小波变换基线扣除对激光诱导等离子体温度计算的改善

刘 莉，肖平平

宜春学院物理科学与工程技术学院，江西 宜春 336000

温度是激光诱导等离子体特性研究最重要的参数之一，为降低光谱连续背景对Boltzmann平面法计算等离子体温度的精密度的影响，利用小波变换对等离子体光谱进行分解，并采用软阈值法对代表光谱基线的低频信号进行扣除。选择合适的小波分解层数L及阈值系数α能有效提高Boltzmann图的线性相关度，即有更高的拟合系数R2，从而提高等离子体温度的计算精密度。对低合金钢样品417～445 nm波段LIBS光谱采用db4小波函数进行分解、基线扣除和信号重构，选用12条Fe原子谱线建立Boltzmann图，由Boltzmann图拟合直线的斜率计算得到等离子体温度。对L和α系数进行了优化选择，研究发现，采用8层小波分解时Boltzmann图具有较高的R2，而α的选择与时延td有关，td≤4.0 μs时，α=0.3可获得最佳R2值，之后随td的增大，α逐渐减小； 在td≥6.5 μs后，α=0，即光谱低频信号被完全扣除，说明基线对光谱特征谱线的干扰随时延的增加逐渐减弱。基线扣除后各时延的等离子体温度降低约2 000～3 000 K，温度随时延的增加逐渐降低，与等离子体膨胀过程中温度逐渐下降的物理过程相吻合，且变化过程中的波动变小。

等离子体温度； 小波变换； 基线扣除； 激光诱导击穿光谱

引 言

激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS)是一种新型的等离子体发射光谱物质成分分析技术[1]，具有制样简单、成本低、能对各种物质进行多元素实时在线检测的独特优势，但由于LIBS受光谱干扰、基体效应、自吸收效应及环境气氛等因素的影响[2]，LIBS技术在定量分析精度和稳定性上与一些成熟的光谱分析技术相比尚存在差距[3-4]。……