实验室光谱仪器--等离子体光源与激光光源
一、等离子体光源
电感耦合等离子体(ICP)用作原子荧光的光源研究起始于20世纪60年代末。在随后的近十余年时间里，随着对 ICP 的研究和应用，将 ICP 用作原子荧光光源的研究也日渐增多。
最初的研究认为，电感耦合等离子体光源具有许多优点，如强 度高、时间稳定性好、谱线宽度窄、几乎没有自吸；对很多待测元 素选用灵敏的原子线和离子线有很大的灵活性；分析不同的元素只 要将相应的溶液导入等离子体炬即可，甚至可以像连续光源那样能 进行多元素分析等，因此认为 ICP 可能成为原子荧光光谱分析的 一种理想光源。但随着无极放电灯和高强度空心阴极灯为激发光源 的原子荧光商品仪器的出现，用 ICP 作为原子荧光激发光源的研 究日渐减少，以至于到现在已鲜有报道，其原因可能是由于用 ICP 作光源的原子荧光仪器所测的元素检出限还不如用空心阴极灯 (HCL)作光源的原子荧光仪器好，下表列出了用电感耦合等 离子体作激发光源所得到的部分元素的原子荧光检出限。因此，有人认为，ICP 作为原子荧光的激发光源其发展前景如何，现在还很难预料，但到目前为止还没有突出的优点来证明 ICP 将会 成为原子荧光的通用光源。
用电感耦合等离子体作激发光源所得到的原子荧光检出限
元素 | 波长/nm | 光源中溶液浓度/（μg/mL） | 检出限/（μg/mL） |
Cd | 228.80 | 2000 | 0.08 |
Ca | 422.67 | 4000 | 0.1 |
Cu | 324.75 | 3000 | 0.05 |
Mg | 285.21 | 1000 | 0.005 |
Mn | 279.83 | 4000 | 0.1 |
Zn | 213.86 | 2000 | 0.08 |
二、激光光源
激光作为原子荧光激发光源的研究始于20世纪70年代 初。由于激光具有单也性好、相干性强、方向集中和功率密 度高等优点，激光技术出现不久就很快引起原子光谱学家的重视。 80年代前期曾用于原子荧光光谱分析的激光器有红宝石、钗玻璃、 渗铉的钛铝石榴石和闪光灯泵浦的染料脉冲激光器等，由于受 当时技术条件的限制，这一时期的激光器所能获得的波长有限，如可调染料激光器所能获得的最低波长仅能到340nm，因此采用激光作光源的原子荧光只能检测少量的元素。从80年代开始激光技术进入快速发展时期，尤其是各种倍频技术的出现，使得激光输出 波长迅速向紫外区延伸，可调范围也逐渐扩大。现在在国内外激光 原子荧光(LEAFS)光谱法研究中使用的激光器基本上都是脉冲 输出的波长可调的染料激光器，其波长可调范围已可到真空紫外区 (118. 8nm)，因此非常适合应用于原子荧光光谱分析中。
激光作为原子荧光光源的最主要的一个优点，就是可实现饱和激发。在通常情况下(在低浓度和低光源强度下)，原子荧光强度 与激发光源强度成正比，即激发光源越强，所得荧光强度信号越 大，因此信号的稳定性与激发光源的稳定性有关。由于激光的功率密度很高，比空心阴极灯和无极放电灯的功率高几个量级，用激光作原子荧光的激发光源，其输出的高强度特定波长的光能量， 可以将原子蒸气中的待测元素的原子全部激发到预定的激发态而实 现饱和激发。饱和激发的结果除了高激发率外还有激发率稳定的优 点，即所得的荧光强度信号与光源的稳定性无关，这一点是激光作为原子荧光光源的最理想的特点。
激光应用于原子荧光光源的另一个优点，就是降低了仪器的检 出限，扩大了仪器的动态测量范围。由于激发光源很强，加上现在 用于原子荧光的波长可调的激光光源都是脉冲输出，由于原子荧光发射寿命ns量级四幻，当采用这种脉冲输出方式时，激发/发射 过程可以在 ns 时间内完成，因此配合以适当的时间门电路，可以 使得只有荧光发射期间的光信号进入检测系统而避免荧光发射期间 以外的杂散光对测定的影响，提高了仪器的信噪比，降低了检出 限，扩大了工作曲线的低端测量范围。现在激光原子荧光光谱法的 校正曲线动态线性范围可达5〜7个量级。
近年来，我国的学者对激光原子荧光光谱仪也作了深入的研 究。如清华大学陶世权等研制了电热原子化/激光激发原子荧光 光谱仪(ETA/LEAFS)，该仪器由激光激发光源、石墨棒原 子化器、荧光信号收集系统及信号处理系统构成。
仪器采用 FL3002染料光器作为激发光源，用 XeCl 为工作 气体的 MG202MSC 准分子激光器作泵浦源，用 BBO 或 KDP 等非线性晶体倍频，输出波长可在220〜350nm 范围内获得紫外激光输 出。用自行设计的石墨棒原子化器，中心的最高温度可达2800°C。 原子荧光信号由光电倍增管探测并转变成电流信号，该电信号通过 电荷数字转换器（QDC）转变成数字信号后被送入计算机进行记 录和计算。用该装置测试了 Ga、In、Au、Pd、Pb 等元素，获得 了良好的检测结果。
到目前为止，用激光原子荧光光谱法可检测的元素已达40多 种，绝大部分元素都能获得较好的检出结果。
尽管激光激发的原子荧光与其他光源激发的原子荧光比起来具有诸如动态范围宽、检出限很低，甚至具备检出单个原子的能力，以及输出信号与光源稳定性无关，（饱和激发）等许多杰出的优点，但也有其不足之处，如不能多元素同时测量，削弱了原子荧光可以 进行多元素同测的能力；结构复杂、价格昂贵，因此到目前为止还 没有商品仪器。但随着激光技术的快速发展，上述问题有望得到解决。
