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激光诱导击穿光谱分析技术与元素分析方法比有哪些优点

2019.9.12

激光诱导击穿光谱分析技术与其他常用的元素分析方法相比有哪些优点

　　激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种激光烧蚀光谱分析技术，激光聚焦在测试位点，当激光脉冲的能量密度大于击穿阈值时，即可产生等离子体。基于这种特殊的等离子体剥蚀技术，通常在原子发射光谱技术中分别独立的取样、原子化、激发三个步骤均可由脉冲激光激发源一次实现。等离子体能量衰退过程中产生连续的轫致辐射以及内部元素的离子发射线，通过光纤光谱仪采集光谱发射信号，分析谱图中元素对应的特征峰强度即可以用于样品的定性以及定量分析。

　　自从1960年第一台红宝石激光器的发明为原子光谱分析注入新鲜血液之后，类似于火花源的激光光束聚焦击穿现象即见诸文献报道。1962年Jarrell-Ash的Brech发表第一篇关于用激光产生等离子体进行分析的文章，标志着激光烧蚀分析技术的诞生。1964年，得益于激光器Q开关脉冲技术，使得激光烧蚀无需通过辅助电极放电，直接通过激光产生等离子体进行分析，这也是今天LIBS的雏形。至20世纪80年代，美国Los Alamos实验室利用激光等离子体的光谱信息实现了对于物质元素信息的测量，从而将该技术正式命名为LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)。本世纪分析领域的一大新闻就是美国NASA采用LIBS技术作为火星车表面矿物分析手段——ChemCam，并出色地完成了科考任务。因而，LIBS技术的应用也相应地成为了一大研究热门。

与其他常用元素分析的方法相比，其主要优点有:

　　(1) 利用激光特有的性能，可实现远程、实时、在线元素检测。

　　(2) 仪器体积相对较小，适用于现场分析、可在恶劣条件下进行测定。

　　(3) 可用于各种形态的固体、液体甚至气体分析，而且无需繁琐的样品前处理过程，分析简便、快速。

　　(4)可测定难溶解的高硬度材料，对样品尺寸要求不严格，且对样品的破坏性小，实现微损甚至近于无损检测，样品消耗量极低(约0.1μg-0.1mg)。

　　(5) 分析时间短，从激光脉冲发射到信号收集的整个过程仅仅需要毫秒级别的时间。

　　(6) 可进行多元素同时检测。

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