等离子体光栅与光丝非线性耦合诱导击穿光谱

激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）是一种分析样品元素信息的有效工具,具有快速、简便、实时的优点,可以对固体、液体和气体中多元素成分进行定性分析和定量检测。但传统的LIBS以及光丝诱导击穿光谱技术（filament-induced breakdown spectroscopy,FIBS）受限于峰值功率钳制,灵敏度难以提高,导致在实际应用中具有一定的局限性,成为LIBS技术发明以来一直面临的重大技术瓶颈。本文从激发源的角度出发,讨论了LIBS和FIBS出现的问题,介绍了近年来优化LIBS技术的研究进展,将多光束耦合形成的等离子体光栅应用于LIBS,在保留其原有优点的基础上,有效克服了等离子体屏蔽效应、基体效应,突破了功率钳制,增强了谱线信号,提高了探测灵敏度和定量分析能力。这些研究将推进LIBS技术在各领域的实际应用,同时为飞秒激光等离子体与其他技术的结合提供了研究思路。     

多光丝耦合诱导击穿光谱土壤微量元素检测

检测灵敏度是衡量一项检测技术的重要参数。为了提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)的检测灵敏度，搭建了三光丝耦合诱导击穿光谱(TIBS)系统，对土壤中的微量铬元素进行检测，并将检测结果与等离子体光栅诱导击穿光谱(GIBS)系统、光丝诱导击穿光谱(FIBS)系统进行对比。TIBS系统的谱线信号强度比GIBS系统增强了2倍，比FIBS系统增强了7～11倍。研究了FIBS、GIBS、TIBS系统的谱线强度随样品位置的变化，发现TIBS系统的激发稳定性与GIBS系统相近。此外，在对土壤中重金属铬的定量研究中，发现FIBS、GIBS、TIBS系统对土壤中铬元素的检出限分别为22.18×10^-6、8.68×10^-6、5.06×10^-6。TIBS系统相较于GIBS系统能进一步提高检测灵敏度。