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激光诱导等离子体光谱法（LIPS）元素分析钢铁成分分析定量分析激光诱导等离子体光谱法(LIPS)论文：用激光诱导等离子体光谱法分析碳钢样品中碳含量的实验研究【中文摘要】激光诱导等离子体(LIPs)近年来作为光谱源受到广泛关注。
LIPs的光学发射谱( OES ),被称为LIPS ( laser-induced plasma spectroscopy)或者LIBS(laser-induced breakdown spectroscopy),已经成为元素分析的有力工具。
作为一种光谱分析技术,LIPS已经证明了它的独特的多功能性,它允许对几乎任何材料进行快速的少接触的分析,因此可以用这种技术应对许多不同实际问题中的特殊要求。
本文研究的是将LIPS应用于钢铁的成分分析,为将来LIPS用于钢水成分的在线分析打下实验基础。
论文对激光诱导等离子体光谱法在国内外的发展作了系统的论述,着重调研了激光诱导等离子体光谱法在金属冶炼中的应用实例。
介绍了激光诱导等离子体光谱法分析元素含量的基本原理。
基于激光诱导等离子体光谱法的理论基础,结合钢水成分分析的实验目标,搭建了LIPS的实验平台。
在此平台上,对固态碳钢样品进行了定量分析分析,实验得到了固态碳钢样品的定标曲线,检测限460ppm。
实验分析了碳钢样品在熔融状态下的碳谱线,对影响液态碳钢定量分析的因素进行了分析。
此外,还对影响谱线强度和...【英文摘要】Laser-induced plasmas (LIPs) have acquired great interest in recent years as spectroscopic sources. The optical emission spectroscopy (OES) of LIPs, which has been called laser-induced plasma spectroscopy or laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has become a powerful tool for the elemental analysis. As an analytical technique, LIBS has demonstrated its unique versatility, allowing fastcontact-less analysis of almost any type of material and the possibility to adapt the technique to the special requir...【关键词】激光诱导等离子体光谱法(LIPS) 元素分析钢铁成分分析定量分析【英文关键词】Laser induce plasma spectroscopy (LIPS) elemental analysis steel analysis quantitative analysis 【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】用激光诱导等离子体光谱法分析碳钢样品中碳含量的实验研究摘要3-4ABSTRACT4第一章绪论7-26 1.1 激光诱导等离子体光谱法的简介7-11 1.2激光诱导等离子体光谱法的特点和应用前景11-16 1.2.1 激光诱导等离子体光谱法的特点11-13 1.2.2 激光诱导等离子体光谱法的应用前景13-16 1.3 LIPS在金属冶炼行业的应用实例16-19 1.4 本文的研究内容19-20参考文献20-26第二章激光诱导等离子体光谱法分析物质元素含量的方法26-44 2.1 激光诱导等离子体光谱的物理过程26-29 2.1.1 激光烧蚀作用和等离子体的产生26 2.1.2 激光和等离子体相互作用26-27 2.1.3 等离子体发射光谱27-29 2.2 等离子体发射光谱分析的两个基本概念29-31 2.2.1 光学薄条件29-30 2.2.2 局域动力学热平衡（LTE）30-31 2.3 激光诱导等离子体光谱的实验要点31-34 2.3.1 空间整体测量和空间分辨测量31-32 2.3.2 时间整体测量和时间分辨测量32-33 2.3.3 对LIPS产生影响的其他实验因素33-34 2.4 定量分析理论34-40 2.4.1 传统定标方法34-36 2.4.2 自定标方法36-40参考文献40-44第三章 LIPS的实验装置44-54 3.1 脉冲激光器44-45 3.2 激光聚焦和光谱采集的光学系统45-48 3.3 光谱仪48-50 3.4 时序控制系统50-51参考文献51-54第四章应用LIPS方法分析碳钢中碳含量的实验研究54-71 4.1 实验装置系统54-56 4.2 实验装置参数对实验结果的影响56-65 4.2.1 激光参数及其对LIPS谱线的影响56-58 4.2.2 光谱仪延迟时间的改变对LIPS谱线的影响58-62 4.2.3 样品到透镜距离对LIPS谱线的影响62-64 4.2.4 环境气体对LIPS谱线的影响64-65 4.3 固态碳钢样品的碳含量定量分析实验65-68 4.3.1 固态碳钢样品的谱线分析65-66 4.3.2 固态碳钢样品的碳含量定标曲线66-68 4.4 钢水的LIPS谱线分析68-70参考文献70-71第五章总结与展望71-73硕士研究生阶段发表的文章73-74致谢74。
基于微晶片激光的诱导击穿光谱系统设计与研究【摘要】 LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy),即激光诱导击穿光谱技术,是把激光作为激发光源,通过激光与物质的某种相互作用,产生特种类型的光谱辐射,通过分析这些光谱特征实现物质分析目的的一种技术。
本文采用高功率,小体积的微晶片激光器,设计并实现了便携式激光诱导击穿光谱(LIBS)检测系统。
此系统适用于金属物质的快速检测,系统对样本制作的要求简单而环保,具有广泛的实用价值和经济效益,有广阔的市场前景。
本文首先阐述了国内外LIBS研究的历史和现状,详细说明了等离子体的产生以及LIBS进行物质检测的原理,并且对其优点和缺点进行了对比。
接着对于LIBS检测的影响因素进行分析,从而构建整个LIBS检测系统。
该LIBS系统采用高峰值功率,高重复频率,Q-开关微晶片激光器作为激发光源,由激光器驱动模块、微晶片激光模块、样品和光谱分析模块及显示处理模块四部分组成。
光源驱动控制模块给激光源提供稳定的温度和电源；荧光光谱检测模块采用CCD为探测器；数据分析处理模块对测量的LIBS谱图进行预处理和分析。
接着,本文用所设计的LIBS系统对多种金属进行了测试和分析实验,验... 更多还原【Abstract】 Laser Induced Breakdown Spectroscopy is a technique to analysis material. We take the Laser as stimulate illuminant. Then through analyzing the spectrum characteristics of certain interactions between laser and material, we can achieve material-detection.A portable detection system based on LIBS is designed and realized by using the high-power and small-volume microchip laser.This system suitable for material rapid detection in metal experiments. In ourcountry, it has broad market prospects and... 更多还原【关键词】激光诱导击穿光谱；金属检测；检测系统；分析算法；【Key words】Laser-Induced Breakdown Spectroscopy；metal detection；Detection system；Analysis algorithm；摘要5-6Abstract 6第1章绪论9-161.1 研究背景和意义9-101.2 历史和现状10-121.3 LIBS技术的优点和缺点12-141.3.1 LIBS技术的优点12-141.3.2 LIBS技术的缺点141.4 本文研究内容141.5 论文的组织结构14-16第2章LIBS技术的基本原理及影响因素16-222.1 激光诱导离解技术的基本原理16-192.1.1 等离子体的产生原理172.1.2 气体电离理论模型之—多光子吸收电离17-182.1.3 LIBS物质检测的原理18-192.2 影响LIBS光谱的因素19-212.2.1 激光波长19-202.2.2 透镜到样品表面距离202.2.3 延迟时间20-212.2.4 脉宽212.3 本章小结21-22第3章基于微晶片激光的小型LIBS系统设计22-533.1 基于微晶片激光的小型LIBS系统设计22-253.2 Q-开关微晶片固体激光器原理25-313.3 激光器设计31-383.3.1 简介313.3.2 泵浦源31-333.3.3 谐振腔33-343.3.4 倍频与和频晶体的选择34-363.3.5 激光器设计的考虑因素36-383.4 光源驱动控制模块原理与设计38-443.5 光谱模块原理与设计44-483.6 实验及分析48-523.6.1 对金属样品的实验及结果分析48-493.6.2 结果分析49-513.6.3 部分金属实验的光谱图像51-523.7 本章小结52-53第4章基于部分谱线匹配的元素识别方法53-654.1 光谱预处理53-554.2 传统的寻峰法元素识别55-574.2.1 谱线自动寻峰55-564.2.2 谱线的标定56-574.3 基于部分谱线匹配的LIBS元素识别57-604.3.1 基于部分谱线匹配的物质识别原理57-584.3.2 基于部分谱线匹配的物质识别具体实现58-604.3.3 实验仿真结果和分析604.4 光谱数据库的简历和软件实现60-634.4.1 光谱数据库的建立60-614.4.2 数据库查询界面和实现61-624.4.3 数据库的改进62-634.5 LIBS技术的定量化原理63-644.6 本章小结64-65第5章总结与期望65-67参考文献67-71作者在研究生期间参与项目及发表论文71-72致谢【索购全文】Q联系Q：138113721 1030850491全文提供服务费：25元RMB 即付即发支付宝账号：xinhua59168@【说明】1、本站为中国学术文献总库合作代理商，作者如对著作权益有异议请与总库或学校联系；2、为方便读者学习和引用，我们可将图片格式成WORD文档，费用加倍。
激光诱导等离子体光谱法(LIPS)测定不锈钢中微量元素李静，翟超，张仕定，张鉴秋，孟祥儒摘要：激光诱导等离子体光谱技术(LIPS)是一种非接触式实时检测技术，将其用于对钢铁成分检测，可满足大型钢铁企业高速化、连续化、自动化生产要求。
以波长为1064 nm的Nd：YAG调Q固体激光器为激发光源，ICCD为探测器，标准不锈钢1Crl8Ni9Ti系列为样品在建立的LIPS实验装置上对样品中微量金属元素铝、锰、钴、钼和钛的含量进行了测量。
实验中通过对m工作的延迟时间和积分时间的合理设置得到高信噪比的谱线信号，在光谱数据处理时采用了基于基体效应的内标法。
实验结果显示，测量元素的浓度与定标元素铁的浓度之比与它们的谱线强度之比均呈很好的线性关系，测试的五种微量元素探测极限不大于150µg·g¹。
激光诱导等离子体光谱分析(1aser-indueed plasma spectroscopy，简称LPS)是基于激光与材料相互作用物理学与光谱学的一项新兴物质成分和浓度分析技术，它是采用高功率激光器烧蚀材料产生等离子体，对等离子体辐射的光谱进行成分分析，可用于对固体、液体和气体成分以及浓度的测量。
钢铁工业是基础产业，是国民经济发展的命脉。
钢铁中不同成分含量影响到材料本身的机械性能、工艺性能和物理化学性能。
目前的钢铁成分分析方法有光电直读光谱法、X射线荧光法(XRF)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-ASE)和火焰原子吸收光谱法(FAAS)等。
这些方法需要取样，等待样品冷却，碾碎、磨细样品，对样品表面进行处理，在实验室里操作等条件，消耗大量时间。
LIPS 技术和这些物质分析技术相比具有以下优点：(1)发射一个脉冲就得到一次测量结果，具有实时性、快速性；(2)消耗的样品数量在纳克到毫克范围，基本上不破坏样品；(3)由于脉冲激光器发出的光经透镜可在远处聚焦产生等离子体，故可用于远距离、非接触式分析样品；(4)基本上对样品无需处理或直接由高功率激光本身对样品表面进行烧蚀处理。
激光诱导击穿光谱技术在光谱数据的增强和定量分析上的基础
研究
彭颖婕;陈建军
【期刊名称】《现代仪器与医疗》
【年(卷),期】2024(30)1
【摘要】激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)是一种通过脉冲激光聚焦样品产生等离子体,对等离子体发射光谱进行分析进而得到物质成分和含量的一种原子发射光谱技术。
LIBS由于其成本低、适用范围广、样品无需复杂的预处理、检测速度快且可实现原位检测等特点成为了元素分析的一大热门,在工业、环境保护、生物医学、珍贵物品鉴定、军事等领域都有着很
好的应用前景。
但在分析元素种类与含量时,对光谱结果的分析常会受到基体效应、自吸收效应、等离子体屏蔽效应等因素的影响,使得提高LIBS技术的精确度成为了一大议题。
本文基于LIBS的简介和基本原理和技术优点,详细分析了LIBS现阶段
存在的问题及光谱增强的途径,并综述了定量分析的指标和方法,为LIBS更精确的检测提供了更多途径。
【总页数】8页(P50-57)
【作者】彭颖婕;陈建军
【作者单位】新疆医科大学公共卫生学院;新疆医科大学医学工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH77;TN249
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5.飞秒-纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对合金的定量分析
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激光诱导击穿光谱技术在钛合金、中低合金钢定量分析中的应用及其影响因素探究摘要：激光诱导击穿光谱技术是一种非接触、无损的分析技术，被广泛应用于金属元素的分析中。
本文探讨了激光诱导击穿光谱技术在钛合金、中低合金钢定量分析中的应用及其影响因素进行了探究。
起首介绍了激光诱导击穿光谱技术的基本原理，然后对钛合金、中低合金钢进行了检测，探究了其在激光功率、脉冲能量、样品组成、谱线选择等方面的影响因素。
试验结果表明，在适当的激光功率和脉冲能量下，可以得到较好的分析效果，并能准确测定钛合金、中低合金钢中的元素含量。
此外，还探究了不同分析条件下激光诱导击穿光谱技术造成的氧化、脱谱线与谱线叠加效应、烧孔等问题的影响机制及其解决方法。
本文探究结果对于激光诱导击穿光谱技术在金属元素分析中的应用具有一定的指导意义。
关键词：激光诱导击穿光谱技术；钛合金；中低合金钢；影响因素；氧化；脱谱线；烧激光诱导击穿光谱技术是一种利用激光将样品击穿并激发元素原子产生的光谱信号进行元素分析的技术，具有非接触、无损等优点。
在钛合金、中低合金钢等材料的分析中，激光诱导击穿光谱技术也得到了广泛应用。
起首，在激光功率和脉冲能量的影响下，需要选择适当的参数来获得高质量的光谱信号。
较高的激光功率和脉冲能量可以提高元素的激发量，从而增加信号强度，但过高的参数可能会造成氧化甚至烧孔等问题。
因此，在试验中需要依据样品的特性和分析要求进行调整。
其次，在不同的样品组成下，需要选择合适的谱线进行分析。
钛合金中常见的主要元素为Ti、Al、V等，中低合金钢中常见的元素有Fe、C、Si、Mn等。
不同元素的光谱特性不同，需要选择适合的谱线来进行分析。
同时，不同的样品组成也可能对谱线的信号强度产生影响。
此外，激光诱导击穿光谱技术在分析过程中可能会出现氧化、脱谱线与谱线叠加效应、烧孔等问题，这些问题会影响分析结果的准确性。
为了解决这些问题，可以接受加入保卫气体来缩减氧化，利用谱线选择技术防止谱线叠加效应，以及优化激光参数和调整试验条件等方法。
利用激光诱导击穿光谱技术定量分析矿石元素成分及其系统优化的开题报告一、研究背景及意义：当前，矿山勘探中确定矿石元素成分的方法主要包括常规化验、光谱分析等技术。
常规化验具有准确度高的优势，但其样品处理时间长、操作复杂，不利于实时监测；而光谱分析技术则在无损检测、实时性等方面优势明显，但其准确性、稳定性仍有待提高。
近年来，利用激光诱导击穿光谱技术的定量分析矿石元素成分已成为热门研究方向。
该技术通过将样品置于激光束中，在激光束的作用下，样品表面压强升高，形成微量等离子体，在等离子体的辐射下，可以采集到包含矿石元素信息的光谱信号。
相较于常规化验和光谱分析技术，利用激光诱导击穿光谱技术具有对微量元素检测敏感、数据处理速度快、无损检测等优点。
因此，研究利用激光诱导击穿光谱技术定量分析矿石元素成分及其系统优化，对于提升矿山勘探与资源利用效率，具有重要的实际意义和科学价值。
二、研究内容：本文拟从以下几个方面对利用激光诱导击穿光谱技术定量分析矿石元素成分及其系统优化进行研究：1. 激光诱导击穿光谱技术的基本原理研究。
2. 矿石元素成分的诊断光谱分析及其定量分析方法的建立。
3. 矿石元素成分分析过程中关键技术问题的攻关与解决，包括激光诱导击穿的实验条件、数据采集与处理方法等。
4. 利用激光诱导击穿光谱技术进行矿石元素成分定量分析的系统优化。
5. 对建立的矿石元素成分定量分析方法进行验证实验及结果分析。
三、研究方法：本文所提出的研究方案主要基于实验研究方法。
具体包括以下几个步骤：1. 设计实验方案，建立矿石元素成分分析模型；2. 选择适合的激光源，开展激光诱导击穿的实验研究，对实验条件进行优化；3. 选择合适的光谱仪，收集激光诱导产生的等离子体辐射光谱信号数据，并对数据进行处理；4. 利用收集的数据，建立矿石元素成分的定量分析方法，验证并优化该方法；5. 对优化后的方法进行应用实验，验证该技术在矿山勘探中的可行性；6. 对实验结果进行统计与分析，深入探讨激光诱导击穿光谱技术定量分析矿石元素成分的优缺点与局限性。
激光诱导击穿光谱检测油漆中的重金属含量摘要:利用这种方法对油漆中的重金属元素进行分析，能有效地增强元素的特征谱，并能有效地检测出较低的元素。
油漆是一种具有装饰性和功能性的物质，在近几年的生产和生活中得到了广泛的应用，随着人们的生活水平的提高，对环境的要求也日益严格，特别是油漆中的重金属含量日益增加。
关键词:激光诱导;光谱检测;油漆重金属含量引言随着环保意识的提高，我国大部分的油漆生产，尤其是在民用油漆中使用的都是低铅、无铅、环保型水性漆。
这一点在欧美发达国家都很受欢迎，因为它们的配制原料都是低铅、无铅的，而且有一套严格的法规和标准。
但在中国，由于缺少“中国标准”，使得中国的油漆生产水平普遍较低，不但使其发展滞后，同时也严重地影响到了相关产业的外贸。
LIBS技术相对于其它常规的分析技术具有无损、不需要或只需要少量的样品制备，可以对任何形式的样品进行测定，能够实时、远程在线或在苛刻的条件下对各种元素进行检测。
LIBS技术在环境监测、材料分析、工业在线分析等方面得到了广泛的应用。
油漆中含有的可溶解的重金属，对人类造成了很大的伤害，这些物质会随着人体的吸收而进入人体，因为它的积累，很容易在身体里沉淀下来。
如果过量，就会破坏人体的血液和神经系统，从而危害身体的健康。
比如，铬的摄取过多会导致皮肤发炎，严重的皮肤溃烂，甚至是中毒。
长期食用过多的铬还会引起消化系统损害、食管炎、消化性溃疡等，从而影响消化系统的正常运转，从而影响到人体对人体的吸收。
因此，必须采用简便、快捷的方法来预防中毒反应。
一、油漆中重金属元素危害性分析油漆是一种新型漆料，能在物体表面上形成一层坚固的保护物质。
在很早的时候，颜料是用油和自然的树脂做的，所以在那个时候，人们把它叫做生漆，沥青漆，虫胶漆等等。
但是，由于科技的发展，目前已有大量的人造树脂作为油漆的主要原材料，已发展成为溶剂油漆和水溶性油漆。
在此阶段，常规油漆与现有油漆按照技术上的不同，被称为油漆。
激光诱导击穿光谱检测原理及应用
1 概述
激光诱导击穿光谱检测（LIFS）是一种利用高功率激光刺激样品表面来测量样品光谱特征的一种新兴技术。
它可以检测气体和液体样品中原子和分子的数量，并用于实时监测和分析化学反应、精准检测分析化学指标；同时可以使用的仪器和仪器的操作简单。
2 原理
LIFS的基本原理是利用高能量的激光束来激发样品表面的原子和分子，然后用探测器来检测其击穿后发出的电离辐射信号，从而可以在通常过程中分析激光诱导击穿光谱检测结果。
LIFS相比另一种光谱分析技术，即等离子共振光谱（ICP），具有更高的检测灵敏度、更快的检测速度和更高的高分辨率，并且可以在非挥发性样品中检测各种分子，从而对样品有效地分析测量。
3 应用
LIFS的应用领域很广。
从各种材料的分析和分析到电子和用电设备的故障诊断和快速检测，LIFS都可以发挥独特的作用。
例如，它可以帮助安全检查新合成材料，检测材料中的有毒物质，检测工厂排出的废气，以及检测地下残留污染物，等等。
另外，LIFS也可以通过检测轻质烃分子，为侦查火灾提供帮助。
此外，在其他行业，比如医药生物、环境科学等，LIFS都可以发挥极大的作用。
4 结论
总的来说，激光诱导击穿光谱检测是一种充满潜力的技术，可以在不同的领域发挥不同的作用，并且作为新兴的技术，具有更高的灵敏度、更快的检测速度和更高的分辨率等优势。
因此，随着这种技术的发展，有望在检测和监测等方面取得更多的成果。
激光诱导击穿光谱技术发展与应用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种近年来随着激光和光谱检测技术的发展而兴起的对元素定性和定量分析的技术，本文主要讲述该技术的研究现状，发展方向以及在环境污染检测、生物医学、植物学、空间探测和军事等诸多领域的应用。
标签：激光诱导击穿技术（LIBS）原理LIBS应用LIBS发展趋势及前景一、基本原理激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是用高能量脉冲激光烧蚀材料，使材料表面的微量样品瞬间气化形成高温、高密度的等离子体，发射出带有样品内元素特征波长的等离子体光谱，谱线的波长和强度反映了样品中的元素组成及含量。
激光诱导击穿光谱技术基于原子光谱和离子光谱的波长与特定的元素一一对应的关系，而且光谱信号强度与对应元素的含量也具有一定的量化关系，通过解析等离子体光谱，并结合定量分析模型，可以得到分析样品成分的类别和含量信息。
二、激光诱导击穿光谱技术的研究发展LIBS技术作为一种物质成分检测方法，虽然相比于电感耦合等离子体发射光谱等光谱检测技术在精确度和灵敏度方面尚有不足，但是LIBS技术的样品需求量少并且无需预处理，对固体、液体、气体、非导电材料和生物样品等各种材料都适用，可同时探测多种元素。
为了将LIBS技术进一步向实用化方向推进，提高LIBS探测的可靠性、经济性和准确性，目前研究重点集中在对收集光谱信号的优化上，如增强光谱线信号强度、提高信噪比、降低基体效应、提高探测限等方面。
三、LIBS技术应用1.环境检测由于近几十年的工业发展，城市建设等因素导致环境污染日益严重，尤其是重金属污染、水体富营养化等越来越引起人们的重视。
这就迫切需要一种快速、原位、远距离、无需制样的技术来实现对环境污染物质的检测和监测。
LIBS 可以满足上述要求，可以检测分析任何形态的物质元素（液体，气体，固体），在对水体污染，危险有害废物，气体气溶胶污染物质的检测分析，定量计算等方面都有很广阔的應用前景。
基于激光诱导击穿光谱技术定性分析矿石成分摘要利用激光诱导解析光谱方法，在小型化的实验装置上对铜矿石样品的元素成分进行了检测，定性分析了矿石的光谱特性并检测到包括Cu，Fe，Ca 等在内的多种元素。
结果表明，激光诱导解析光谱方法是一种潜在的快捷且有效的材料定性分析手段。
关键词:激光诱导解析光谱；元素分析；定性分析；矿石1 引言激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy，简称LIBS）技术是一种借助于分析物质等离子体发光光谱而获取物质化学元素成分信息的测试手段，可实现对固体、液体、气体元素成分进行实时测量与定性/ 定量分析，具有简单、快捷和可以同时对多种元素进行分析等特点。
同时LIBS为全光学方法，基本不需要对样品进行复杂的预处理，可以应用于多种环境，例如恶劣环境状况分析、生产线的产品加工监控以及采用小体积的激光器与光谱仪组成便携式分析系统用于岩石成分分析等。
正因为LIBS检测技术具有显著的特点和广阔的应用前景，LIBS一直是若干年来国内外相关领域的研究热点。
虽然，国外应用LIBS 技术开发出多种测试系统并逐步被引入到国内，但LIBS 的应用在国内尚处在起步阶段，因此LIBS技术的开发应用具有很大的潜力，例如LIBS技术可在野外矿产化探元素检测中发挥其快速检测与分析的特点。
本设计利用激光诱导解析光谱的方法，在利用一台微型光谱仪组成的小型化LIBS实验装置上对铜矿石样品进行了LIBS光谱研究，定性分析了矿石样品中的部分元素成分，为进一步进行定量检测与分析提供了依据。
2 实验装置小型化的LIBS 实验系统由激发源、样品台、微型光谱仪和计算机等构成，如图1 所示。
其中激发源为小型化的固体脉冲激光器（Big Sky Laser），输出波长为1064nm，脉冲宽度6ns，最大单脉冲能量超过40mJ （2～40mJ 可调），重复率1～20Hz 可调；微型光谱仪（HR2000，Ocean Optics）的光谱响应范围为200～1100nm，光谱分辨率优于1nm。
药物分析中的激光诱导击穿光谱法激光诱导击穿光谱法（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）是一种在药物分析领域被广泛应用的技术。
它通过激光诱导药物样品产生等离子体，在等离子体形成和衰减的过程中，测量样品中的元素光谱特性，从而实现对药物组分的快速、非破坏性分析。
本文将介绍激光诱导击穿光谱法在药物分析中的原理、应用以及展望。
一、激光诱导击穿光谱法原理激光诱导击穿光谱法利用激光脉冲对药物样品进行瞬时激发，使样品产生等离子体。
当激光脉冲能量足够大时，样品表面的分子、原子等被激发离解为等离子体。
等离子体产生的同时，快速冷却、膨胀，形成一个微小的烟云。
在等离子体形成和衰减的过程中，药物样品中的各种元素会产生不同波长的光谱发射，这些光谱可以通过光谱仪进行测量和分析。
二、激光诱导击穿光谱法应用1. 药物质量控制激光诱导击穿光谱法可用于药物质量控制。
通过测量药物样品中的元素含量，可以准确评估药物的成分和纯度。
这对于保证药物质量的一致性和可靠性非常重要。
2. 药物疗效评估利用激光诱导击穿光谱法可以对药物的疗效进行评估。
不同药物成分对元素含量的影响是不同的，通过分析药物样品中的元素光谱，可以了解药物的成分及其与疗效的关系，为临床治疗提供科学依据。
3. 药物安全监测激光诱导击穿光谱法还可以用于药物的安全监测。
药物中可能存在着一些有害元素或杂质，这些有害成分可能对人体健康产生负面影响。
通过激光诱导击穿光谱法对药物样品进行分析，可以及时检测到其中的有害成分，保障人们用药的安全性。
三、激光诱导击穿光谱法展望激光诱导击穿光谱法在药物分析中具有广阔的应用前景。
随着技术的不断发展和突破，激光诱导击穿光谱法的分析速度将会更快，分析结果将更加准确可靠。
同时，该技术也可以与其他分析方法进行结合，如质谱法、红外光谱法等，以提供更全面、多维度的信息。
总结激光诱导击穿光谱法作为一种非破坏性、快速、高灵敏度的药物分析技术，为药物质量控制、疗效评估和安全监测提供了一种有效的手段。
激光诱导击穿光谱技术发展与应用作者：尤浩袁智炜谢笑来源：《中文信息》2018年第09期摘要：激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是一种近年来随着激光和光谱检测技术的发展而兴起的对元素定性和定量分析的技术，本文主要讲述该技术的研究现状，发展方向以及在环境污染检测、生物医学、植物学、空间探测和军事等诸多领域的应用。
关键词：激光诱导击穿技术（LIBS）原理 LIBS应用 LIBS发展趋势及前景中图分类号：TN24 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）09-0-01一、基本原理激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy， LIBS）是用高能量脉冲激光烧蚀材料，使材料表面的微量样品瞬间气化形成高温、高密度的等离子体，发射出带有样品内元素特征波长的等离子体光谱，谱线的波长和强度反映了样品中的元素组成及含量。
激光诱导击穿光谱技术基于原子光谱和离子光谱的波长与特定的元素一一对应的关系，而且光谱信号强度与对应元素的含量也具有一定的量化关系，通过解析等离子体光谱，并结合定量分析模型，可以得到分析样品成分的类别和含量信息。
二、激光诱导击穿光谱技术的研究发展LIBS技术作为一种物质成分检测方法，虽然相比于电感耦合等离子体发射光谱等光谱检测技术在精确度和灵敏度方面尚有不足，但是LIBS技术的样品需求量少并且无需预处理，对固体、液体、气体、非导电材料和生物样品等各种材料都适用，可同时探测多种元素。
为了将LIBS技术进一步向实用化方向推进，提高LIBS探测的可靠性、经济性和准确性，目前研究重点集中在对收集光谱信号的优化上，如增强光谱线信号强度、提高信噪比、降低基体效应、提高探测限等方面。
三、LIBS技术应用1.环境检测由于近几十年的工业发展，城市建设等因素导致环境污染日益严重，尤其是重金属污染、水体富营养化等越来越引起人们的重视。
这就迫切需要一种快速、原位、远距离、无需制样的技术来实现对环境污染物质的检测和监测。
基于激光诱导击穿光谱(LIBS)的钢主要成分测量研究的开题报告I. 选题背景钢是一种重要的工业材料，广泛应用于建筑、汽车、机械、航空等领域。
钢材的质量和性能直接关系到使用效果和安全稳定性。
因此，钢材中的主要成分检测是至关重要的。
目前，常见的检测方法包括X射线荧光光谱(XRF)、光电发射光谱(OES)等，但这些方法在实际应用中存在一些缺点，例如需要样品制备、不适用于高温和高能环境下的测量等。
针对这些问题，激光诱导击穿光谱（LIBS）技术应运而生。
LIBS技术利用激光在钢材样品表面产生高温等离子体，通过分析等离子体辐射的光谱信息来测量钢材中的主要成分。
与传统的测量方法相比，LIBS技术具有设备简单、无需样品制备、实时在线测量等优点。
因此，本文拟研究基于LIBS技术的钢主要成分测量方法，以期提高钢材质量检测的效率和准确性。
II. 研究内容1. LIBS技术原理与应用2. 钢中主要成分的LIBS光谱特征3. 构建基于LIBS技术的钢主要成分测量模型4. 实验验证与分析III. 研究意义本研究将结合LIBS技术和钢材主要成分分析技术，尝试建立一种高效、准确的钢材主要成分测量方法。
该方法无需样品制备，且可以适用于高温和高压环境的实时在线测量。
此外，该研究还将探讨LIBS技术在其他领域的应用潜力，有望为未来的科学研究和工业生产提供支撑。
IV. 研究方法本研究将采用以下方法进行：1. 收集和整理相关文献，了解LIBS技术的原理和应用。
2. 实验测量，收集钢材的LIBS光谱数据。
3. 分析收集的数据，确定钢材主要成分的LIBS光谱特征。
4. 建立基于LIBS技术的钢主要成分测量模型，并进行模型验证。
V. 研究计划第一年：1. 熟悉LIBS技术高温等离子体的形成、物理过程及其光谱特性.2. 研究钢材主要成分的LIBS光谱特征，探究其规律性。
3. 构建基于LIBS技术的钢主要成分测量模型。
第二年：1. 利用实验验证建立的模型，并进行模型校准和优化。
江西农业大学学报2011，33（4）：0830－0834http：//xuebao．jxau．edu．cn Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E－mail：ndxb7775@sina．com应用激光诱导击穿光谱定量分析脐橙中的金属元素李秋连，姚明印，胡淑芬*，刘木华，雷泽剑（江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室，江西南昌330045）摘要：为了探讨水果中金属元素的实时快速检测方法，运用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对烘干的脐橙橙皮和橙肉中的金属元素Cu、Ni、Ti、Sr、Ba、Cr进行定量分析。
采用1064nm的Nd：YAG调Q脉冲激光发生器，在同等条件下烧灼脐橙橙皮和橙肉，利用八通道光纤光谱仪对特定波长范围的光谱波段进行鉴别分析，比较烘干橙皮和橙肉中Cu、Ni、Ti、Sr、Ba、Cr金属元素特征谱线的相对强度值。
结果表明，橙肉中的Ti元素含量明显高于橙皮中，橙肉中的Ba元素含量稍高于橙皮中，而橙皮中的Sr、Cu、Ni和Cr元素含量均高于橙肉中。
结果还表明运用LIBS技术可以快速实时检测水果样品中的金属元素含量。
关键词：激光诱导击穿光谱；橙皮；橙肉；金属元素中图分类号：O433．1文献标志码：A文章编号：1000－2286（2011）04－0830－05Quantitative Analysis of Metal Elements in Navel Orangeby Laser Induced Breakdown SpectroscopyLI Qiu-lian，YAO Ming-yin，HU Shu-fen*，LIU Mu-hua，LEI Ze-jian（Optics－Electronics Application of Biomaterials Lab，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China）Abstract：Rapid detection of metal elements in fruits is an important factor in evaluating the effect of pol-lution on agriculture．Quantitative analysis of metals Cu，Ni，Ti，Sr，Ba，Cr in drying orange peel and orange flesh by laser－induced breakdown spectroscopy（LIBS）was applied．The orange peel and orange flesh were ablated by a1064nm Nd：YAG pulsed laser at the same conditions．The spectra were identified by a multi-channel fiber spectrometer．The relative intensities of Cu，Ni，Ti，Sr，Ba，Cr were compared and analyzed by statistical methods．The results showed a higher relative content of Ti and a little higher relative content of Ba in orange flesh than in orange peel．And the relative content of the four metals Sr，Cu，Ni and Cr，were high-er in orange peel．The experimental results also showed that LIBS technique is a rapid and effective means for detecting the contents of metals in fruits．Key words：LIBS；orange peel；orange flesh；metal elements随着科学技术的发展，近年来越来越多的化肥和环境污染物作用于农业耕作中，因此导致了一些有害金属元素进入水果等农产品中。
这些有害金属元素随食物进入人体内，会转变成具有高毒性的化合收稿日期：2011－04－13修回日期：2011－06－13基金项目：国家自然科学基金（30972052）、教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET－09－0168）和江西省自然科学基金（2009BSB08901）项目资助作者简介：李秋连（1984—），女，硕士生，主要从事水果光学无损检测研究，E－mail：liqiulian620@163．com；*通讯作者：胡淑芬，副教授，硕士，E－mail：sfhu1223@126．com。
第4期李秋连等：应用激光诱导击穿光谱定量分析脐橙中的金属元素图1LIBS 检测试验装置示意Fig．1Schematic presentation of LIBS experimental setup物，而且多数金属具有蓄积性，半衰期较长，能产生急性和慢性毒性反应，还有可能产生致畸、致癌和致突变等作用最终影响人类健康、生存和发展。
目前人们对金属元素的检测方法主要是依赖在实验室进行的化学分析方法和光谱分析方法，比较常见的检测农产品中金属元素含量的方法包括X 射线荧光分析（X －ray ）法、原子吸收光谱（AAS ）法和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP －AES ）法等［1］。
其中X －ray 分析方法可以实现快速检测，但其灵敏度较低；AAS 和ICP －AES 技术以其灵敏、准确、多元素同时测定和低水平干扰等特点使其在痕量分析中保持自己的特色，但是设备昂贵，需要对测量对象进行采样和溶解，操作复杂费时。
激光诱导击穿光谱（Laser －Induced Breakdown Spectroscopy ，LIBS ）技术［2］是利用激光束聚焦入射样品表面产生等离子体，对等离子体发射光谱进行分析，从而获取物质成分和浓度的在线分析技术。
该技术由于具有以下优点：分析速度快，样品需求量少，对样品的形状、尺寸及物理性质要求均不严格，基本不需要对样品进行复杂的预处理，能够快捷、同时对多种元素进行分析。
目前，LIBS 技术被广泛应用于环境污染检测、工业产品检测和农产品微量元素分析等领域。
近年来，国内外在利用LIBS 技术分析污水溶液中的有害金属元素［3－6］、土壤金属污染检测［7－9］等方面做了深入的研究，检测出了样品中的微量重金属元素，并确定了元素的谱线。
对不同样品微量元素进行分析［10－13］，得出不同样品中同种元素含量的差异等，以此验证LIBS 技术是一种可行的分析方法。
对于LIBS 技术应用于农产品的检测，张大成等［14－15］比较了土豆、百合以及真空冻干处理的草莓、猕猴桃和苹果样品中金属元素含量的差异，Lilian Cristina Trevizan 等［16－17］检测了植物材料中的宏量元素和微量元素。
本试验对烘干的橙皮和橙肉进行LIBS 分析，应用统计学方法分析光谱数据，比较橙皮和橙肉中Cu 、Ni 、Ti 、Sr 、Ba 、Cr 6种金属元素含量。
1试验装置与样品制备试验装置示意图如图1所示，仪器主要有：北京Beamtech 光电技术有限公司生产的Nimma －200型调Q 三波长（1064nm 、532nm 、355nm ）脉冲激光器，对应的单脉冲最高能量分别为200，100，30mJ 。
荷兰Avantes 公司生产的快触发型八通道光纤光谱仪AvaSpec －2048FT －8RM ，分别覆盖200 317nm ，315 417nm ，415 499nm ，497 565nm ，563 673nm ，671 750nm ，748 931nm ，929 1050nm 光谱波段，光谱分辨率分别达到0．09，0．07，0．06，0．08，0．08，0．12，0．13，0．11nm ；内部集成2048像素的CCD 探测器，CCD 内置数字脉冲延时发生器并具有门控功能，通过接入控制激光器输出的同步触发脉冲信号，可在接受外触发信号之后延迟1．28μs 就开始进行光谱采集。
实验中采用激光器为Nd ：YAG 脉冲激光器，产生频率为10Hz 、脉冲宽度为8ns 、波长为1064nm 、单脉冲最大输出能量为200mJ 的激光束。
激光束经45ʎ反射镜改变光路，再经焦距为200mm 的聚焦透镜会聚于样品表面。
样品固定在小功率电动二维移动平台上并随其一起在水平面内缓慢运动，以使激光作用在样品表面的不同位置上，避免了局部出现烧蚀严重的部位，同时测量样品的不同区域，可以多次平均，在一定的程度上减少由于样品成分不均匀所造成的点测量的缺陷。
激光与样品作用后产生等离子体，其发射光谱信号由光纤传导进入光谱仪，再由数据线传输到计算机中记录存储，然后利用光谱仪自带的软件进行处理分析。
分析样品来自江西省信丰县脐橙种植基地，由于脐橙样品表面的凹凸不平，使得LIBS 方法用于检测脐橙表皮元素存在较大的测量误差，重复性不好。
本实验选取脐橙20个，每个脐橙的表皮和果肉分别进行烘干，果皮和果肉分别制成直径为30mm 、厚度为15mm 的饼状样品各60个。
138江西农业大学学报第33卷图2橙皮中金属元素Cu 、Ni 、Ti 、Sr 、Ba 、Cr 的LIBS 光谱Fig．2LIBS spectrum of Cu 、Ni 、Ti 、Sr 、Ba 、Cr in orange peel试验时，调整光纤探头与样品之间的最佳距离，调节脉冲激光能量大小为150mJ ，设置光谱采集的积分时间为2ms 、延迟时间为1．28μs ，采集样品中金属元素的最佳谱线位置与强度信息，其中，谱线位置决定检测元素的种类，谱线强度决定检测元素的浓度（含量）。
每个样品采集10幅光谱，其中每幅光谱都是激光打在样品上100个点位置处的综合作用结果。
2结果和讨论参照美国NITS 原子光谱数据库，并查阅相关文献仔细鉴别分析，得到样品中Cu Ⅱ、Ni Ⅰ、Ti Ⅰ、Sr Ⅱ、Ba Ⅱ、Cr Ⅰ的特征波长分别为393．32，315．9521，386．84，407．77，455．40，430．11nm ，如图2所示。
其中Cu Ⅱ、Ni Ⅰ、Ti Ⅰ、Sr Ⅱ特征波段分布在315 417nm 波段中，如图2（a ），Ba Ⅱ、Cr Ⅰ特征波段分布在415 499nm 波段中，如图2（b ）。
