激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)要點(diǎn)

1、河北大學(xué)2014屆本科生學(xué)年論文(課程設(shè)計(jì))激光誘導(dǎo)擊穿光譜的原理、裝置及在地質(zhì)分析中的應(yīng)用摘 要激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)是一種目前正在發(fā)展中的對樣品中元素成分進(jìn)行快速、 現(xiàn)場定量檢測的分析技術(shù)。為了了解激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)況以及這 項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用情況，在課堂學(xué)習(xí)和相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和書籍進(jìn)行了分析、整理、歸納。文章從LIBS的由來、基本原理和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了綜述，討論了激 光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在地質(zhì)分析方面的應(yīng)用。LIBS技術(shù)應(yīng)用方便快捷，且應(yīng)用前景廣泛。關(guān)鍵字：激光誘導(dǎo)擊穿光譜；元素分析；地質(zhì)分析河北大學(xué)2014屆本科生學(xué)年論文（課程設(shè)計(jì)）Th

2、e Principle and Device of Laser InducedBreakdown Spectroscopy andits Application in Geological AnalysisABSTRACTLaser- in duced breakdow n spectroscopy(LIBS)is a kind of an alysis tech nique curre ntly in developme nt ,which is applied for rapid and on-site qua ntitative detecti on of the eleme nts o

3、f the sample.To comprehe nd the laser in duced breakdow n spectroscopy(LIBS)tech no logy, the curre nt developme nt status of LIBS tech no logy and the applicati on of the tech no logy, LIBS tech no logy was an alyzed, arran ged,a nd summarized on the basis of classroom lear ning , the related basic

4、 experime nts and con sult ing releva nt literatures and books. The orig in, basic prin ciple and experime ntal apparatus of LIBS are reviewed in this paper and the applicati ons of laser in duced breakdow n spectroscopy in geological an alysis are discussed.The applicati on of LIBS tech no logy are

5、 fast and convenient and LIBS tech no logy will have broad applicati on prospects.Key words:Laser In duced Breakdow n Spectroscopy;eleme ntal an alysis;geological an alysis目 錄1 引言 12激光誘導(dǎo)擊穿光譜的原理 23激光誘導(dǎo)擊穿光譜的裝置 33.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜的實(shí)驗(yàn)裝置 34激光誘導(dǎo)擊穿光譜在地質(zhì)分析中的應(yīng)用 54.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀 54.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用 54.3 激光誘

6、導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 75 分析與討論 85.1 結(jié)果分析 85.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 85.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的局限 86 結(jié)論 9參考文獻(xiàn) 10河北大學(xué)2014屆本科生學(xué)年論文（課程設(shè)計(jì)）1 引言激光誘導(dǎo)擊穿光譜法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy簡稱為LIBS，是由美國 Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室的 David Cremers研究小組于1962年提出和實(shí)現(xiàn)的。自從1962年 該小組成員Brech最先提出了用紅寶石微波激射器來誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體的光譜化學(xué)方法 之后，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用于氣體、液體和固體等各個(gè)

7、領(lǐng)域1,2。近三十年來，激光誘導(dǎo)擊穿光譜測量技術(shù)在各行各業(yè)都有不同程度的應(yīng)用。早期，運(yùn)用LIBS裝置研究如何提高測量精度；到上個(gè)世紀(jì)九十年代中期開始出現(xiàn)了便攜式半定量 的成品儀器，LIBS儀器開始向經(jīng)濟(jì)型方向發(fā)展，其運(yùn)用也更加廣泛3-5。當(dāng)前的激光誘導(dǎo) 擊穿光譜技術(shù)主要應(yīng)用于冶金 和礦業(yè)、燃燒8,9、水10和土壤污染11-14、空氣污染和環(huán) 境監(jiān)測、藝術(shù)品及染料鑒定等行業(yè)，尤其是在工業(yè)環(huán)境惡劣的領(lǐng)域如礦業(yè)、冶金等方面的應(yīng)用更突顯出該方法的優(yōu)越性。本文是從激光誘導(dǎo)擊穿光譜的原理、實(shí)驗(yàn)裝置的組成以及 各部分的作用方面進(jìn)行了介紹，并著重綜述了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在地質(zhì)分析方面的礦 石的元素分析、土壤

8、中某些元素的分析和對煤炭中元素分析三個(gè)方面進(jìn)行了綜述。激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測過程簡單快速，物質(zhì)蒸發(fā)和激化可一次性完成，實(shí)現(xiàn)真正的快速分析，而 且可以同時(shí)對多種元素進(jìn)行分析。32 激光誘導(dǎo)擊穿光譜的原理激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)基于原子光譜和離子光譜的波長與特定的元素一一對應(yīng)的關(guān)系，而且光譜信號(hào)強(qiáng)度與對應(yīng)元素的含量也具有一定的量化關(guān)系，激光經(jīng)透鏡聚焦在樣品表面，當(dāng)激光脈沖的能量密度大于擊穿門檻能量時(shí)， 就會(huì)在局部產(chǎn)生等離子體，稱作激光 誘導(dǎo)等離子體。等離子體隨著向外界環(huán)境膨脹過程而逐漸冷卻， 并發(fā)射表征樣品組分信息 的光譜，利用光電探測器和光譜儀對等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行采集。通過解析等離子體光譜， 并結(jié)合

9、定量分析模型，可以得到分析樣品組分的類別和含量信息。以下為激光誘導(dǎo)等離子 體發(fā)射譜線的形成過程。圖1-1激光誘導(dǎo)等離子體發(fā)射譜線的形成過程(a) 多光子電離形成等離子體。(b) 軔致輻射及電子自由躍遷形成的寬帶發(fā)射，主要是等離子體中各元素的電離線形 成的連續(xù)的背景譜線，這個(gè)過程需幾百納秒。(c) 能級(jí)躍遷形成的譜線發(fā)射，譜線強(qiáng)度與元素濃度成正比。該過程通常持續(xù)幾微秒, 是進(jìn)行元素定量分析的重要環(huán)節(jié)。3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜的裝置3.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜的實(shí)驗(yàn)裝置激光誘導(dǎo)擊穿光譜的實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要是由激光器、真空室、光譜儀和PC機(jī)組成圖2-1激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)示意圖3.1.1 激光器激光誘導(dǎo)擊穿光

10、譜技術(shù)是在激光器發(fā)明之后才慢慢發(fā)展起來的一項(xiàng)測試技術(shù)。 激光器 作為激光誘導(dǎo)擊穿光譜必不可少的一部分， 從它的發(fā)明到現(xiàn)在幾十年來，激光器已經(jīng)有了 很大的發(fā)展。目前用于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的激光器主要有以下四種。紅寶石激光器、釔鋁石榴石激光器、 氣體激光器、準(zhǔn)分子激光器。這些激光器一般都 能提供1000mJ左右的脈沖能量，瞬時(shí)激光功率可以達(dá)到 1-200MW。如果再利用聚焦鏡 把激光匯聚到樣品上，其產(chǎn)生的能量足以將固體直接氣化產(chǎn)生等離子體。在激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)裝置系統(tǒng)中，最常用的激光器是脈沖調(diào)Q的釔鋁石榴石激光器。這種激光器產(chǎn)生的脈沖寬度大約是在6-15ns之間，能夠滿足激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)對

11、激光能量的需要。而且，釔鋁石榴石激光器易于實(shí)現(xiàn)小型化， 有利于激光誘導(dǎo)擊穿光 譜系統(tǒng)的便捷化。3.1.2 光譜儀河北大學(xué)2014屆本科生學(xué)年論文（課程設(shè)計(jì)）在激光器之外，作為最終光譜的探測收集的裝置，光譜儀也是激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù) 裝置系統(tǒng)中另外一重要的設(shè)備。光譜儀是用來測定光的波長、能量等性質(zhì)的儀器，一般使 用棱鏡或衍射光柵和光電倍增管等組成， 按波段區(qū)域分，一般有紅外線、可見光、紫外線、 微波、X射線光譜儀等不同波段的光譜儀； 按分光元件的不同，可以分為干涉光譜儀、 棱 鏡光譜儀和光柵光譜儀等；按探測方式來分，有直接用眼睛觀察的分光鏡，用感光膠片記 錄的攝譜儀，以及用光電或者熱電元件探測光

12、譜的分光光度計(jì)等。 在棱鏡或者衍射光柵的 作用下，由于不同波長的折射系數(shù)的不同，一束不可區(qū)分的不同波長的光在空間位置上被 分散成不同波長的光。而利用光電倍增管或者 CCD等器件，可以探測出各種不同波長光 的強(qiáng)度。3.1.3 真空室真空室中有兩個(gè)石英窗口， 一個(gè)石英窗口是激光入射窗口，另一個(gè)是光譜儀收集等離 子體特征譜線的窗口。真空室由真空腔和串聯(lián)的機(jī)械泵、分子泵組成，可抽至0.0001Pa依據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要將樣品暴露在大氣中或者置于真空室內(nèi)，由激光器發(fā)射出的激光束經(jīng) 聚光鏡I聚焦后聚焦到樣品上，激光儀以45。角入射到樣品上，聚焦的激光束在樣品的表 面激發(fā)出等離子體，等離子體輻射出來的特征光譜經(jīng)聚光

13、鏡II聚焦后由光纖送入光譜儀中，再通過光譜軟件在PC機(jī)上獲得并且分析光譜數(shù)據(jù)。74 激光誘導(dǎo)擊穿光譜在地質(zhì)分析中的應(yīng)用4.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀近年來，隨著激光器和光學(xué)檢測設(shè)備的發(fā)展，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的應(yīng)用研究已經(jīng) 成為各個(gè)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。LIBS技術(shù)憑借其自身的獨(dú)特優(yōu)勢逐漸深入應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中， 不僅在物質(zhì)材料或是痕量元素的分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且在環(huán)境污染的實(shí)時(shí)監(jiān)測、冶金行業(yè)、材料加工的在線控制等領(lǐng)域的應(yīng)用中也得到迅猛發(fā)展。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)也 在地質(zhì)分析方面也有著廣泛的應(yīng)用，包含了對礦石進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測，對煤炭的灰度、 含硫量、含磷量和含氮量等指標(biāo)的測量和對土壤中重

14、金屬元素含量的檢測等方面。4.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用4.2.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對土壤中 Cr和Pb元素定量分析2012年，陳金忠等13利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對土壤中 Cr和Pb元素進(jìn)行了定量 分析。實(shí)驗(yàn)采用波長為1064nm,輸出能量200mJ,脈沖寬度10ns,重復(fù)頻率15Hz的Nd:YAG 激光器，激光束用f=100mm的石英透鏡聚焦于樣品上，焦點(diǎn)位于樣品表面以下6mm處。為保證對樣品的激發(fā)條件穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)將制備好的圓片形土壤樣品固定在由馬達(dá)帶動(dòng)的以 163 rps勻速轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)架上。在大氣壓力下的Ar環(huán)境氣氛中形成激光誘導(dǎo)等離子體。 采集 光譜時(shí)，每個(gè)樣品激發(fā)三次，

15、光譜數(shù)據(jù)取三次的平均值，通過等離子體原子發(fā)射光譜法， 以Fe原子譜線為內(nèi)標(biāo)、分析線背景為內(nèi)標(biāo)和沒有內(nèi)標(biāo)的3種情況下繪制元素定標(biāo)曲線，分析結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明，3種情況下分析元素Cr的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 5.85%、26.48%和33.10%,元素Pb的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 5.42%、22.78%和38.66%, 這一試驗(yàn)結(jié)果證明了采用內(nèi)標(biāo)法可以明顯地提高測量精度。采用Fe譜線為內(nèi)標(biāo)時(shí)所得到的元素Cr和Pb的相對檢出限分別為3.50 X0-3%和57.90X 10-3%，滿足微量元素分析要 求，降低了元素分析的檢出限。2008年，周衛(wèi)東等14利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對土壤中 Cr和Pb

16、元素進(jìn)行了定量 分析。實(shí)驗(yàn)采用波長為1064nm,最大單脈沖能量200mJ,脈沖寬度10ns,激光工作頻率 1Hz的Nd:YAG激光器，采用探測波長范圍 200-500nm的多通道小型光纖光柵光譜儀。 激光束通過一個(gè)反射鏡和一個(gè)焦距為 70mm的凸透鏡聚焦到樣品表面產(chǎn)生激光等離子體。 采用300個(gè)激光脈沖轟擊樣品表面的不同點(diǎn)的取樣平均方式，記錄了系列土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品的激光誘導(dǎo)等離子體的發(fā)射光譜，研究了重金屬原子特征輻射譜線的信噪比、數(shù)據(jù)偏差等與數(shù)據(jù)采樣品平均次數(shù)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)這時(shí)對重金屬Cr和Fe濃度分析測量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分 別為1.53%和 1.48%，得到了對定量分析Cr和Fe等金屬的定標(biāo)曲線，

17、對 Cr濃度的檢測 靈敏度為10ug g-1這一結(jié)果在當(dāng)時(shí)要優(yōu)于國內(nèi)外報(bào)道的結(jié)果。這表明了我們的激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)采樣、分析定標(biāo)方法進(jìn)行土壤中重金屬的分析具有很好的重復(fù)性和測量 精度。4.2.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對煤樣品成分分析2008年，汪家升等15利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對煤樣品進(jìn)行了定性分析。實(shí)驗(yàn)采 用波長為1064nm的Nd:YAG激光器作為激發(fā)光源，激光器的重復(fù)頻率為1-10Hz,脈沖寬度 為10ns,能量為32mJ,激光光束經(jīng)焦距f=20mm的石英透鏡聚焦后作用于樣品的表面，用 以擊穿樣品，形成等離子體，等離子體輻射光經(jīng)由一個(gè)焦距f=50m m石英透鏡耦合到光譜儀光纖輸

18、入端，光譜儀的光譜分辨范圍為200-500nm,分辨率為0.1 nm,借助光譜儀自帶的 分析軟件分析處理所獲得的光譜信號(hào)。實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室的自然條件下對煤樣品進(jìn)行光譜測 量，采樣延時(shí)為5us。結(jié)果表明，煤樣品中含多種元素，其中金屬元素 Mg、Fe和Al等的特 征譜線清晰，煤中出了 C的247.86nm譜線外，由于光譜儀采集范圍的影響，特征譜線波長 大于500nm的H、0、N、S等元素的特征譜線采集不到，對于一些含量較少的元素如U、Si、Ba、Ni等的特征譜線清晰可見。煤的LIBS光譜中既含有分立的原子譜線，也包括連續(xù) 的光譜，實(shí)驗(yàn)中采取了延長采樣時(shí)間的方式但也未能消除光譜中的連續(xù)光譜背景，這可能

19、來源于激光對煤樣品的燒灼過程。2008年，謝承利等16利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對煤樣品進(jìn)行了定量分析。實(shí)驗(yàn)采 用波長為1064nm、能量為93mJ的Nd:YAG激光器作為激發(fā)光源，經(jīng)透鏡聚焦后作用在煤樣 品表面，燒蝕作用面內(nèi)的煤樣品形成高溫等離子體團(tuán)。實(shí)驗(yàn)選取了 13中常見電站鍋爐用煤，煤樣品用快速灰化法制成灰樣，采用日立 180-70原子吸收光譜儀與UV-754紫外可見分光 光度計(jì)對其灰成分進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)檢測分析了波長為200-850nm波段的煤樣品等離子體發(fā)射光譜圖，定量分析了 Si、Mg、Al、Ga、Fe、Ti、Na和K元素，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室原子 吸收光譜的元素分析結(jié)果相對比，該方法的定

20、量分析誤差在1%-8%之間，各元素可達(dá)到的 質(zhì)量濃度探測限均低于元素在煤中的一般含量。該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜法在 線快速實(shí)現(xiàn)煤質(zhì)分析的可行性。4.2.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對礦石樣品成分分析2008年，陸運(yùn)章等17利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對礦石樣品中 Si和 Mg元素進(jìn)行了定 量分析。實(shí)驗(yàn)采用波長為1064nm的Nd:YAG激光器作為激發(fā)光源，激光器的重復(fù)頻率為 1-10Hz，脈沖寬度為10ns,能量為4-40mJ可調(diào)，激光光束經(jīng)焦距f=30mm的石英透鏡聚焦 后作用于礦石粉末樣品的表面，用以擊穿樣品，形成等離子體，等離子體輻射光經(jīng)由一個(gè) 焦距f=50mm石英透鏡耦合到光譜儀光纖輸

21、入端，光譜儀的光譜分辨范圍為200-500nm,分辨率為0.1 nm,借助光譜儀自帶的分析軟件分析處理所獲得的光譜信號(hào)。實(shí)驗(yàn)為了減小 測量誤差采集光譜時(shí)，對每個(gè)樣品進(jìn)行六次光譜測量，測量出分析線的光譜強(qiáng)度并取平均 值，求出它們的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。所得結(jié)果顯示，Si含量的相對偏差為7%, Mg含量的相對偏差為3%。引起數(shù)據(jù)變化較大的原因可能是作用在樣品上的激光功率密度的波動(dòng)。2007年，王智宏等18利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對礦石樣品中成分進(jìn)行了定性分析。 實(shí)驗(yàn)采用波長為1064nm的Nd:YAG激光器作為激發(fā)光源，激光器的重復(fù)頻率為 5Hz，脈沖寬度為10ns,激光激發(fā)脈沖能量為32mJ,激光光束經(jīng)

22、焦距f=30mm的石英透鏡聚焦后作用 于銅礦石樣品的表面，用以擊穿樣品，形成等離子體，光譜儀采樣延時(shí)為3us。借助于光譜信號(hào)處理軟件對此光譜圖進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)：礦石樣品中含有包括銅Cu、Fe、Ca、Ba等多種化學(xué)元素，這些元素都有相對應(yīng)的特征譜線，往往是具有波長不同的多條分立譜線， 例如檢測到Ca元素存在315.8nm和443.5nm兩條特征譜線。通過對已知元素的標(biāo)準(zhǔn)樣 品進(jìn)行LIBS光譜檢測，建立不同含量與特征譜線強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系，可以在此基礎(chǔ)上對待 測礦石樣品元素含量進(jìn)行半定量或定量測量。4.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在其他方面的應(yīng)用1991年，Che ng等19對He氣中的多原子分子雜質(zhì)進(jìn)行了

23、探測,精度達(dá)到ppm級(jí)。他們 使用Nd: YAG激光器(532nm),采用非選通探測，成功的檢測到 B2H6,卩出和AsH3,探測 極限分別是I， 3和Ippm。該探測根據(jù)磷離子在602.4, 603.4, 604.3和605.5nm處的譜線，觀 測到在228.8, 235.0, 278.0和286.0nm處的譜線。測量還觀測到B在336.0和434.5nm處的譜 線。2008年，Chen Zhijiang等20以LIBS分析水溶液的金屬元素時(shí)，提出了一種新的實(shí)驗(yàn)方 法?；贚IBS分析固體樣品的高靈敏度和重現(xiàn)性，他們以切片的木材吸收液體樣品中重 金屬元素，再使用LIBS分析木材樣品。對五個(gè)金

24、屬元素建立定標(biāo)曲線：鉻，錳，銅，鎘 和鉛，其含量均在痕量濃度以下。當(dāng)其檢測范圍介于0.029-0.59mg/L時(shí)，分析結(jié)果優(yōu)于把激光集中在液體的表面直接分析液體獲得的結(jié)果。且木材切片很容易處理，每個(gè)樣品整個(gè) 分析過程只花了 4-5分鐘。這為使用LIBS快速分析水溶液的金屬元素提供了一個(gè)更切實(shí)際 的方法，對監(jiān)測水中的有毒重金屬元素十分有用。河北大學(xué)2014屆本科生學(xué)年論文（課程設(shè)計(jì)）5 分析與討論5.1 結(jié)果分析在4.1.1中利用LIBS技術(shù)進(jìn)行土壤元素成分檢測的過程中，采用內(nèi)標(biāo)法可以在一定程度上消除不穩(wěn)定因素對分析結(jié)果的影響，顯著提高了 LIBS技術(shù)的檢測水平。實(shí)驗(yàn)證明了 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)

25、用于土壤成分檢測方法可行，這為土壤環(huán)境污染監(jiān)測提供了方便快 捷的手段。在4.1.2中，初步證明了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對物質(zhì)成分進(jìn)行快速檢測和分析 提供了依據(jù)。對樣品中的部分元素成分定性分析，為進(jìn)一步進(jìn)行定量檢測與分析提供了依 據(jù)。對于4.1.3中出現(xiàn)的由于激光功率密度的波動(dòng)引起數(shù)據(jù)變化較大的情況，采用樣品壓片的方法有可能解決樣品擊打后不平整這一問題。在普通的實(shí)驗(yàn)室自然環(huán)境條件下，應(yīng)用激光誘導(dǎo)擊穿光譜可以快速簡單的對樣品中元素進(jìn)行定量分析和定性分析。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)有望成為一種新的現(xiàn)場、實(shí)時(shí)礦石檢測手段。5.2 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(1) 既能用于分析導(dǎo)體又能用于分析非導(dǎo)體，適用于氣體

26、、液體、固體等的檢測， 適用面非常廣泛。(2) 可以分析高硬度、難溶的物質(zhì)，如陶瓷、一些超導(dǎo)體等；(3) 樣品準(zhǔn)備簡單，不需要復(fù)雜的預(yù)處理，研究對象再污染的幾率很?。?4) 對樣品的破壞性小，對試驗(yàn)對象所在的整個(gè)系統(tǒng)無干擾；(5) 可在惡劣條件下進(jìn)行；(6) 可以同時(shí)對多種元素進(jìn)行分析；(7) 所需樣品量少(0.1.ug -1mg)；(8) 可遠(yuǎn)距離地進(jìn)行在線測量；(9) 檢測過程簡單快速，物質(zhì)蒸發(fā)和激化可一次性完成，實(shí)現(xiàn)真正的快速分析。5.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的局限由于強(qiáng)激光的作用，分析對象表面被激光電離而破壞了物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，因此，激光擊穿光譜技術(shù)只能對原子進(jìn)行分析，無法直接得到物質(zhì)的

27、分子結(jié)構(gòu)和進(jìn)行分子含量測量。盡管激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)有這些優(yōu)點(diǎn)，但是要使它發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的具有高靈敏 度的、高檢測限的定量分析技術(shù)，還有大量的研究工作要做，這是因?yàn)檫@項(xiàng)分析技術(shù)依賴 許多因素，比如激光的功率密度、第三元素的干擾、待分析樣品的物理和化學(xué)性質(zhì)、 環(huán)境氣體的壓力以及樣品表面幾何和機(jī)械特性、樣品的基質(zhì)效應(yīng)、分析線的選擇、背景信號(hào)的抑制、信噪比的提高等。這些因素對激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的影響以及確定最佳的實(shí)驗(yàn)測 定條件都有待于進(jìn)一步研究，這些研究成果對該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展將起到重要的指導(dǎo)和促進(jìn)作 用。6 結(jié)論激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)作為一種目前正在發(fā)展中的對樣品中元素成分進(jìn)行快速、現(xiàn)場定量檢測的分

28、析技術(shù)，因其可遠(yuǎn)距離檢測、破壞性小、靈敏度高、檢出限低、可進(jìn)行多元 素同時(shí)分析等技術(shù)優(yōu)勢，最近幾年國際上對 LIBS的研究熱度開始不斷升高，在社會(huì)工業(yè) 應(yīng)用、環(huán)境工程、深空探測、文物保護(hù)、醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)都表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力， 隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，人們對激光誘導(dǎo)等離子體的認(rèn)識(shí)和儀器設(shè)備的改進(jìn)將不斷深入，激光等離子體光譜分析技術(shù)會(huì)日臻完善。目前 LIBS技術(shù)雖已被廣泛地應(yīng)用于對各類樣品的 定性定量分析，但這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展并沒有完全成熟，一些工作還有待開展。111234789101112131415161718參考文獻(xiàn)Wilde H R,HERZOG W.On-line An alysis of

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