輝光放電質(zhì)譜儀的工作原理

輝光放電光譜技術(shù)是一種分析技術(shù)，其能夠直接對固體樣品進(jìn)行分析。材料的基板分析為其Z早的應(yīng)用領(lǐng)域。這些年以來，輝光深度剖面分析技術(shù)在材料表面分析領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用，人們對此技術(shù)也越來越看重。輝光放電光譜儀相比于俄歇(AES)、二次離子質(zhì)譜(SIMS)等其他的表面分析儀器，盡管原子水平的表層分析不能進(jìn)行，然而其在表層和深度部面分析方面具有非常顯著的優(yōu)勢，其又較為便宜的價(jià)格，能夠非常迅速地分析和十分方便地定量。在國外的工廠、實(shí)驗(yàn)室及研究得到了非常廣泛的應(yīng)用。新材料的研究開發(fā)和產(chǎn)品的質(zhì)量控制為該技術(shù)的主要用途。

基本工作原理

輝光放電光譜儀屬于發(fā)射光譜分析儀器，和其它發(fā)射光譜儀相比，它的基本工作原理大致相同，就是對一種光源加以利用使被測樣品元素處于受激狀態(tài),樣品元素外層電子由高能態(tài)向著低能態(tài)返回時(shí)，特征光譜被發(fā)射出。通過發(fā)射出的特征光譜將樣品中含有的元素分析出來。

輝光放電燈作為輝光放電儀的光源，有二個(gè)電極在一個(gè)RF輝光放電光源內(nèi)，直徑為4mm管狀銅電極為其中一個(gè)，是陽極，陽極接地。而樣品作為陰極，使得一個(gè)RF電位維持著，此為通過高頻(RF)電源感應(yīng)產(chǎn)生的電位。將低壓氬氣充入輝光放電燈內(nèi)，有少量氬離子在燈內(nèi)自發(fā)產(chǎn)生，在RF電位作用下，從陽極-陰極間隙穿過，使得高速震蕩產(chǎn)生，被加速了的氬離子和氬原子發(fā)生碰撞,使得更多的氬離子和電子產(chǎn)生，使得等離子體形成，也就是所謂的輝光放電,等離子體中的高速氬離子到達(dá)樣品(陰極)表面,使樣品表面的物質(zhì)被均勻地濺射出來,往輝光放電等離子體中擴(kuò)散擴(kuò)散，在其中解離-原子化,從而被激發(fā)，使得樣品組份的特征光譜發(fā)射出來。

利用光學(xué)系統(tǒng)聚焦、分光來自樣品的光，到達(dá)高動(dòng)態(tài)范圍檢測器HDD,高動(dòng)態(tài)范圍檢測器HDD接收了光信號，光信號被轉(zhuǎn)換成電信號,利用電子控制系統(tǒng)送到計(jì)算機(jī)加以處理。計(jì)算機(jī)安裝專用軟件,比較軟件中預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線與各種元素的光強(qiáng)信號，從而將各元素的濃度測算出來，在進(jìn)行表面逐層檢測時(shí),元素濃度與深度間的關(guān)系還能夠同時(shí)被給出。