檢出限和定量分析LIBS檢出限很大程度上取決于被測(cè)樣品的類(lèi)型、具體哪些元素、以及儀器的激光器/光譜檢測(cè)器的選型配置。LIBS作為一種新的材料識(shí)別及定量分析技術(shù)，既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)?；谝陨显?，LIBS的檢出限可以從幾ppm一直到%級(jí)的范圍。在大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用中，對(duì)于絕大多數(shù)元素，LIBS檢出限可以做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中，通過(guò)LIBS獲得的測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可以達(dá)到3-5%以?xún)?nèi)，而對(duì)于均質(zhì)材料通?？梢缘?%以?xún)?nèi)甚至<1%。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜簡(jiǎn)稱(chēng)是一種元素檢測(cè) 分析的新技術(shù)。激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)可與市面上的普通四極桿質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀和多接收質(zhì)譜儀等常見(jiàn)質(zhì)譜儀聯(lián)用。利用聚焦的激光脈沖作用于材料表面,形成局部高溫,導(dǎo)致局部樣品汽化, 致使樣品原子或分子處于激發(fā)狀態(tài)或電離,從而在樣品表面形成等離子體羽輝。等離子體 中的激發(fā)態(tài)原子和離子等在馳豫過(guò)程中部分能量以光的形式輻射出來(lái),這種輻射光帶有明 顯的元素特征信息。因此,通過(guò)光譜儀收集、記錄和分析輻射出來(lái)的光譜信號(hào)即可以對(duì)固 體、液體和氣體樣品中的化學(xué)元素進(jìn)行定性和定量分析。除了原子發(fā)射的特征峰以外,譜 圖中一般還有由于帶電粒子軔致輻射產(chǎn)生的輻射,但是這種輻射形成連續(xù)的背景譜線(xiàn), 般并不影響元素的鑒別。

LIBS基本原理

脈沖激光束經(jīng)透鏡會(huì)聚后輻照在固體靶的表面，激光傳遞給靶材的能量大于熱擴(kuò)散和熱輻射帶來(lái)的能量損失，能量在靶表面聚集，當(dāng)能量密度超過(guò)靶材的電離閾值時(shí)，即可在靶材表面形成等離子體，具體表現(xiàn)為強(qiáng)烈的火花，并伴隨有響聲。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LaserInducedBreakdownSpectroscopy)簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)IBS，是由美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的DavidCremers研究小組于1962年提出和實(shí)現(xiàn)的。激光誘導(dǎo)的等離子體溫度很高，通常在10000K以上，等離子體中含有大量激發(fā)態(tài)的原子、單重和多重電離的離子以及自由電子，處于激發(fā)態(tài)的原子和離子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，并發(fā)射出具有特定波長(zhǎng)的光輻射，用高靈敏度的光譜儀對(duì)這些光輻射進(jìn)行探測(cè)和光譜分析分析，就可以得到被測(cè)樣品的成分、含量等信息。通常經(jīng)過(guò)聚焦后的激光功率密度達(dá)到GW/cm2量級(jí)，光斑處物質(zhì)蒸發(fā)、氣化和原子化后電離，形成高溫、高壓和高電子密度的等離子體。