| 题名 | 月球探测激光诱导离解光谱技术研究 |
| 作者 | 亓洪兴 |
| 答辩日期 | 2007-01-15 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 薛永祺 |
| 关键词 | 激光诱导离解光谱技术 月球探测 元素分析 真空 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 嫦娥工程是我国继人造地球卫星和载人航天之后，向深空领域发展的具有里程碑意义的航天工程。根据计划安排，在“二、三期”工程阶段有一项科学目标是对月岩和月壤的成分及有用资源作就位探测，获取样本的化学元素组成。围绕这一具体的科学目标选择合适的有效载荷无疑是至关重要的。基于激光诱导离解光谱技术（简称LIBS）的物理机制、工作特点和探测优势，参考发达国家在深空探测领域的研究进展和实践，本文提出了LIBS应用于探月工程的设想，启动了“月球探测激光诱导离解光谱技术”预研工作，其主要研究内容是论证LIBS应用于我国探月工程的可行性，为将来可能的月球探测LIBS仪器提出科学的、建设性的研制方案。本文以“可行性论证”为研究内容，通过有关文献的调查研究和综合分析，从物理基础、关键技术、定量化分析等角度对LIBS进行了深刻剖析，针对月球表面环境的独特性和复杂性提出空间环境模拟的新要求；自行构建大气环境、真空环境下的LIBS实验装置，制定实验目的，设计实验方案，对各种样品进行了实验探测研究，获取了切实有效的实验数据；通过对实验数据的分析，深化了对LIBS物理基础和关键技术的理解，取得如下研究结果：①脉冲式激光使微量物质气化、电离形成等离子体，发射出的原子光谱可以作为定性、定量元素分析的依据；②LIBS要求的激光能量密度阈值一般在108-1010W/cm2范围；窄的激光脉冲宽度和短的激光波长都能提高LIBS的探测性能，但LIBS用于月球探测必须从国内激光器技术的实际水平出发；③LIBS要求光谱分辨率必须在0.1nm量级才能较好的避免相邻谱线的干扰，要权衡光谱范围和光谱分辨率之间的利弊，最终根据月球探测计划确立的典型资源性元素有针对性的选择波长范围；④LIBS的探测性能受周围气体压强影响显著，空间环境模拟实验结果证明LIBS用于月球探测是可行的。根据研究结果，提出月球探测LIBS仪器的技术方案：①LIBS仪器的光学系统采用“激光束会聚镜和光谱收集镜共用”的模式；②LIBS仪器光谱探测系统的响应波长根据月球表面典型资源性元素的原子谱线分布特征确定；③LIBS仪器安装在月球车底部，对其下视的月壤、月岩样本进行0.5m左右距离的光谱数据采集。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4608]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 亓洪兴. 月球探测激光诱导离解光谱技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
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