环境气体对激光诱导Ni等离子体光谱特性影响研究

激光诱导等离子体光谱法

图1
2.实验
• 将无水NaCl化学纯、无水KCl化学纯、
无水MgSO4化学纯和无水FeCl3化学纯与蒸馏水相混和，混合液中FeCl3的浓度保持1%,改变NaCl、KCl、MgSO4的浓度,分别倒入滴定管中进行测量。滴定管固定在夹具上,水流表面位于透镜焦点前,以防止空气被击穿,影响测量的谱线强度.
图2
随时间变化,含有MgSO4, NaCl, KCl和FeCl3水溶液样品的LIPS光谱
为了在同一窗口下获得高信噪比及空间上可分辨的测量元素与参考元素的谱线,所取的用于测量Mg、K和Na的谱线窗口分别如图3、4、5所示。
• 图3为当混合液中含有2%的Mg、
0.5%Na、0.5%K和1%Fe时得到的 377.7~386.7nm范围的谱线,这里以Fe 的382.043nm谱线作为内标线,将Mg的 383.826nm谱线强度与之比较。
图6、7、8
• 分别为测得的Mg的浓度(CMg,浓度范围
0.05%~2%)与Fe的浓度(CFe)之比与它们的谱线强度之比(I383.826/I382.043),K的浓度(CK,浓度范围0.5%~2%)与Fe的浓度 (CFe)之比与它们的谱线强度之比 (I404.414/I406.399),Na的浓度(CNa,浓度范围0.1%~1.5%)与Fe的浓度(CFe)之比与它们的谱线强度之比 (I330.232+330.299/I329.813),每个数据是 10发平均结果。
FeCl3,并以Fe元素谱线作为定标线, 且水溶液中Mg、K、Na的浓度范围分别为0.05%~2%、0.5%~2%、 0.1%~1.5%时,测得的Mg、K、Na 浓度与Fe的浓度之比与它们的谱线强度之比呈很好的线性关系,线性相关系数分别为0.99783、 0.99402、0.99267。

预制小孔对激光诱导不锈钢等离子体辐射的增强作用

Ｆｉ．１Ｓｈｍａｉａｒｍｆｅｐｒｍｅｔｌｓｔｇｃｅｔｃｄｉｇａｏｘｅｉｎａｅｕｐ
对等离子体的空间约束作用，而提高了激光诱导等离子体从
的辐射强度，并研究了辐射增强的机理。
１２方法．
的微型钻头钻出小孔，直径（分别为１０．，１５．）．，１２Ｉ，１８
和２０ｒｌ，后用砂纸将带有小孔的碳片磨成厚度（）别．ｎ然ｎ分
为０６０８和１０ｉｌ规格，意图如图２示。．，．．ｎ的ｎ示所
强度还不如样品表面上无预制小孔的情况。（）于不同的２对
Ｆｉ．ｇ２Ｓｈｎｔｃｄａｒｍｆｃｂａｔｔｅｈｅｃｅｍｉｉｇａｏａｒｏｎｐｌｅｗｉｈｋｙｏｌｓ
７６５４３２ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ０
Ｗａｅｅｇｈｎｖｌｎｔ／ｍ
Ｆｇ３Ｅｓｉｎｓｅｔｍｆｔｅｌｓｒｐａｍａｆｒｔｅｓｍｐｅｉ．ｍｉｓｏｐｃｎｌｏｈａｅｌｓｏｈａｌ
ｓｒａｅｗｉｏｔ（）ａｄｗｉｒｆｂｉａｅｅｈｌｓｕｆｃｔｕｈａｎｔｐｅａｒｃｔｄｋｙｏｅｈ
引言
激光诱导击穿光谱技术（ａｅ — ｄｃｄｂｅｋｏｐｃ１ｓｒｉｕｅｒａｄｗｎｓｅ— ｎｔｓｏｙＬＢ）ｒｃｐ，ＩＳ是一种很有发展潜力的物质成分检测方法，ｏ它的主要优点是操作简单、分析速度快、运行成本低，检对测任务的适应能力强，在工业过程控制ｌ、环境监测¨ 、１ ’ ３］废弃物处理［、医学诊断学［、海洋学ｌ、空间研究ｌ等８］９

激光诱导击穿光谱技术及应用研究进展

第6卷　第4期2013年8月　中国光学 Chinese Optics Vol.6　No.4Aug.2013 收稿日期:2013⁃04⁃11;修订日期:2013⁃06⁃13 基金项目:国家自然科学基金面上项目(No.31270680,No.61076064);江苏省“六大高峰人才”资助项目(No.2011⁃XCL⁃018);江苏高校优势学科建设工程资助项目文章编号　1674⁃2915(2013)04⁃0490⁃11激光诱导击穿光谱技术及应用研究进展侯冠宇1,王　平1∗,佟存柱2(1.南京林业大学化学工程学院,江苏南京210037;2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林长春130033)摘要:激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是一种基于原子发射光谱学的元素定性、定量检测手段。

本文介绍了LIBS 技术的原理、应用方式、检测元素种类及检测极限;综述了该项技术在固体、液体、气体组分检测方面的技术发展,以及在环境检测、食品安全、生物医药、材料、军事、太空领域的应用进展。

最后,提出了高功率、高稳定的激光光源和准确的定量分析方法是LIBS 技术目前所面临的问题和挑战。

关　键　词:激光诱导击穿光谱;激光产生等离子体;元素分析;检测限中图分类号:O433.54;O657.319 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20130604.0490Progress in laser⁃induced breakdown spectroscopyand its applicationsHOU Guan⁃yu 1,WANG Ping 1∗,TONG Cun⁃zhu 2(1.College of Chemical Engineering ,Nanjing Forestry University ,Nanjing 210037,China ;2.State Key Laboratory of Luminescence and Applications ,Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130033,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :wp_lh@ Abstract :Laser⁃induced Breakdown Spectroscopy(LIBS)based on atomic emission spectral technology is a kind of convenient and sensitive approach for the qualitative and quantitative detection of elements.In this pa⁃per,the mechanism,detecting element types,detection limit and the recent progress of LIBS technology are reviewed.The progress of LIBS technology in component testing for solid,liquid and gas samples is expoundedin detail.The applications of LIBS in the environment test,food security,biological and medicines,material sciences,military and space fields are also presented.Finally,the challenges and problems for the LIBS tech⁃nology in high power and stable laser sources and accurately quantitative analysis method are discussed.Key words :laser⁃induced breakdown spectroscopy;laser⁃induced plasmon,element analysis;detection limit1　引　言激光诱导击穿光谱(Laser⁃Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)技术是利用激光照射被测物体表面产生等离子体[1⁃2],通过检测等离子体光谱而获取物质成分和浓度的分析技术。

激光诱导放电等离子体羽辉的研究

fig3plumeimagesofdischargeplasmaatdifferenttimes电弧的膨胀和收缩与等离子体的热膨胀力ppkbnetekb为玻尔兹曼常数ne为电子密度te为电子温度与电流形成的磁场带来的径向磁压力pzpz0i22r0为真空磁导率i为电流r为电弧半径的比值有关23而等离子体的温度和密度变化和电流产生的焦耳热有关因此电流的变化同时影响p和pz是电弧形态变化的主要原因
（ＷｕｈａｎＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｓｅｒｉｎｄｕｃｅｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｌａｓｍａ（ＬＤＰ），ａｓｅｔｏｆｅｘｔｒｅｍｅｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｉｎｔａｒｇｅｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｌａｓｍａｂａｓｅｄｏｎｐｕｌｓｅｄＣＯ２ｌａｓｅｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｐｌｕｍｅｗａｓｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｅｄｂｙｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ．１Ｄｖａｃｕｕｍａｒｃｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｘｐｌａｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｔｉｍｅｒｅｓｏｌｖｅｄｐｌｕｍｅｉｍａｇｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｌａｓｅｒｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆ１４０ｍＪｌａｓｅｒｅｎｅｒｇｙａｎｄ１０ｋＶｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅ，ａｓｔａｂｌｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｌａｓｍａｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｉｓａｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｌｕｍｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ．Ｉｔｈａｓｕｎｄｅｒｇｏｎｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ，ｒｅｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ．Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｔａｇｅａｎｄｉｎｄｕｃｅｄｌａｓｅｒｅｎｅｒｇｙｈａｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｐｌｕｍｅｓｉｚｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｉｍｅ．ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＬＤＰｓｏｕｒｃｅａｎｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｅｘｔｒｅｍｅｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｌｉｇｈｔ．

激光在大气中传输衰减特性研究

第36卷，增刊红外与激光工程 2007年9月 V ol.36 Supplement Infrared and Laser Engineering Sep.2007收稿日期：2007-08-15作者简介：杨瑞科（1963-），男，陕西西安人，教授，博士，主要从事电磁波、光波在随机介质中的传输与散射特性等方面的研究。

Email: ruikeyang@激光在大气中传输衰减特性研究杨瑞科，马春林，韩香娥，苏振玲，鉴佃军（西安电子科技大学理学院，陕西西安 710071）摘要：激光在大气中传输特性的研究是激光探测与制导、激光通信等光电系统设计中的一个主要问题。

利用衰减的经验模型和Mie 理论，分别计算了不同大气能见度下的霾粒子对激光大气传输产生的衰减，并对这两种方法计算的结果进行比较分析；再根据Mie 理论和云雾的尺度分布模型计算了云雾的激光衰减。

结果表明，在近红外波段对于对流层大气中霾粒子的衰减预测应用Mie 理论计算更合理；云雾引起的衰减一般较大，并且随着能见度的减小，衰减增加较快。

因此，当b 15V <km 时，霾引起的衰减需要考虑；当b V 较小时，云雾的激光衰减是限制系统性能的主要因素。

关键词：激光；大气；衰减中图分类号：TN21 文献标识码：A 文章编号：1007-2276(2007)增(探测与制导)-0415-04Study of the attenuation characteristics of laser propagationin the atmosphereYANG Rui-ke, MA Chun-lin, HAN Xiang-e, SU Zhen-ling, JIAN Dian-jun(School of Science, Xidian University, Xi’an 710071, Chian)Abstract : The characteristics of laser atmospheric transmission is a primary issue while designing photoelectric system of laser detector, guidance and communications. Based on experiential model and Mie theory, the attenuation induced by hazes with visibility was calculated. The calculative results were compared and analyzed. The attenuation due to clouds and fog was analyzed and calculated using Mie theory and droplet size distribution. The results show that Mie theory is more reasonable than experiential model for atmospheric hazes attenuation prediction in the troposphere in infrared. The attenuation induced by clouds and fog increase quickly with the visibility decrease. Therefore, for b 15V <km, haze attenuation must be considered. For lower b V , the performance of laser system is limited by the attenuation of clouds and fog.Key words : Laser; Atmosphere; Attenuation0 引言对于各种地基激光通信、探测系统等，对流层中各种因素对激光传输的影响是一些关键性的问题。

激光感生击穿光谱技术(LIBS)的原理及影响因素

含量的参考曲线。Ｋｅｎｔｌ使用红宝石激光器在矿石上激ｎｅｈ４发等离子体通过对照参考曲线探测矿石中微量元素的含量，
并且探测极限达到１００ｐｍ（ｇ・）０ｐ￣ｍＬ。经过４Ｏ多年的
的物质被喷射出来，这个过程称为激光剥离 Fra bibliotek同时一个寿命
激光感生击穿光谱技术（ＩＳ的原理及影响因素ＬＢ）
袁冬青，明周，刘长隆，言峰，戴娟，任乃飞
江苏大学光子制造科学技术中心，苏镇江江２２１１０３
摘
要
激光感生击穿光谱技术（ＩＳ具有不需制备样品，快速分析，可进行实时控制的特点显示了巨大ＬＢ）
很短、具有高瞬态温度（０００℃）１０的发光等离子体在材料表
面形成。这束等离子体里，剥落材料被分解为离子和原子。
在激光脉冲的最后，因为等离子体以超音速向周围扩散快速
发展ＬＢＩＳ经历了以下几个过程：Ｏ世纪６２Ｏ年代重点是研发
产生的光谱信号。出对于Ｃ膜当激发能量小于１得ｒ０ｍＪ时，号差异不明显。但是当激发能量超过１信０ｍＪ时将产生明显的变化。分析了激光特性、延迟时间、实验装置、环境气体的种类及压力、双脉冲、以及采单／用的理论分析方法对ｕＢＳ探测结果的影响。关键词激光诱导击穿光谱（ＩＳ；等离子体；ＬＢ）飞秒；纳秒；影响因素
一
冷却。这段时间内，处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射。通过灵敏的光

激光诱导击穿光谱技术

word激光诱导击穿光谱的原理、装置与在地质分析中的应用摘要激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在开展中的对样品中元素成分进展快速、现场定量检测的分析技术。

为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和开展现况以与这项技术的应用情况，在课堂学习和相关根底实验的根底上，通过查阅相关文献和书籍进展了分析、整理、归纳。

文章从LIBS的由来、根本原理和实验装置进展了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。

LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。

关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析The Principle and Device of Laser InducedBreakdown Spectroscopyandits Application in Geological AnalysisABSTRACTLaser-induced breakdownspectroscopy(LIBS)is a kind of analysis technique currently in development ,which is applied for rapid and on-site quantitative detection of the elements of the sample.To prehend the laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)technology,the current development status of LIBStechnology and the application of the technology, LIBS technology was analyzed, arranged, and summarized on the basis of classroom learning , the related basic experiments and consulting relevant literatures and books. The origin, basic principle and experimental apparatus of LIBSare reviewed in this paper and the applications of laser induced breakdown spectroscopy in geological analysis are discussed.The application of LIBS technology are fast and convenient and LIBS technology will have broad application prospects.Key words:Laser InducedBreakdown Spectroscopy;elemental analysis;geological analysis1引言 (1)2激光诱导击穿光谱的原理 (2)3激光诱导击穿光谱的装置 (3)激光诱导击穿光谱的实验装置 (3)4激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术的应用现状 (5)激光诱导击穿光谱技术在地质方面的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术在其他方面的应用 (7)5分析与讨论 (7)结果分析 (8)激光诱导击穿光谱技术的优点 (8)激光诱导击穿光谱技术的局限 (8)6结论 (8)参考文献 (9)激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。

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。

激光诱导击穿光谱技术及其在物质成分分析中+应用.pdf

激光诱导击穿光谱技术及其在物质成分分析中的应用彭玲玲，韩见同，温冠宏，王鹏展，孙对兄，苏茂根，董晨钟原子与分子物理与功能材料重点实验室，甘肃，兰州，730070西北师范大学物理与电子工程学院，甘肃，兰州，730070摘要随着生产需要的发展，有害环境下元素的检测、工业在线监测、快速在线测量等对分析方法和技术方面的需求向传统的原子发射光谱分析方法提出了挑战，急需一种新的技术来解决日益发展的需求矛盾。

而LIBS技术具有快速、灵敏、现场实时测量等特点，其在这些方面具有巨大的潜力，在很多领域显示出它突出的优势和能力。

本文介绍了我们实验室搭建的典型LIBS实验装置及其基于该装置开展的LIBS方面的部分工作。

关键词激光诱导击穿光谱元素分析等离子体自由定标重金属元素1引言激光诱导击穿光谱是近几十年随着激光技术以及光谱仪器的发展而兴起的新的痕量元素的探测手段。

用聚焦后的一束高能激光照射到样品材料上，靶表面焦点处的温度迅速上升（一般为几十到几百个纳秒），使得作用区内的样品材料开始熔化，并高速向外喷射，喷射过程中熔融粒子通过吸收激光能量和碰撞过程进一步被分解、激发和电离，从而形成等离子体羽。

这种等离子体作为辐射光源，可以对样品材料的元素成分及其含量进行半定量和定量分析，该技术被称为激光诱导击穿光谱（LIBS）。

因其可远距离实时在线检测、多元素分析、原位测量等优势，已经被广泛应用于固体[1]、液体[2-3]、气体[4]中痕量元素的检测和分析。

本文通过激光诱导击穿光谱技术分析了标准铝合金、枸杞芽、土壤、烟草和烟灰，废旧电池以及生物小球藻中元素的组组成及其含量。

2实验装置激光诱导击穿光谱实验装置如图1所示。

激光光源通常为Nd:YAG脉冲激光器，激光束经过半反射镜后经透镜聚焦在样品上，激光与样品作用后产生等离子体，其发射光谱信号通过石英透镜成像到光谱仪的入射狭缝中（也可以用光纤直接探测），光谱仪的出口安装有ICCD探测器，其可以测量经光谱仪分光后的光谱信号。

激光诱导荧光光谱技术

应用
(2)水质监测
LIF 遥测系统以355 nm 激发波长旳Nd-YAG晶体激光器为激发光源, 脉冲宽度4 ns , 反复频率10Hz 。脉冲激光经过卡塞格伦望远镜射入待测水体, 后向散射旳荧光进入望远镜, 使用光纤分为两路, 一路经过干涉滤光片, 光电倍增管测量作为水拉曼光强度, 另一路经过安装有中心波长为355 、450 和685 nm 三块干涉滤光片旳转轮, 以光电倍增管测量瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度。测得旳瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度以水拉曼光强度进行归一化, 记为瑞利散射因子、 DOM 荧光因子和叶绿素a 荧光因子, 分别与水体浊度、 DOM 浓度和叶绿素a 浓度成线性正有关。
应用
目前LIF技术已应用于气体、液体、固体旳测量中及燃烧、等离子体、喷射和流动现象中。
生物医学
环境其他
毛细血管电泳检测病变诊疗叶绿素荧光分析基因突变 DNA分析
检测大气、水体污染、
检测火焰、流场等
应用
(1)叶绿素荧光寿命旳测量
采用波长355 nm旳激光作为光源激发叶绿素荧光,由光电倍增管接受其荧光信号,因为被测叶绿素荧光衰减函数与激光脉冲、仪器响应函数卷积在一起,根据它们旳特征,利用时间辨别测量法分别测得叶绿素荧光及其背景信号,并结合解卷积算法可分离出真实旳叶绿素荧光衰减函数,从而获取叶绿素旳荧光寿命. 该措施能够实现叶绿素荧光寿命旳高精度实时监测,经过对不同叶绿素含量旳溶液荧光寿命测试,证明叶绿素含量与其荧光寿命具有有关性, 拟定了叶绿素含量与荧光寿命旳标定曲线.
处于高能态旳分子不稳定，在一定时间内它会从高能态返回到基态。在此过程中，分子会经过自发辐射释放能量发光而产生荧光，这就是激光诱导荧光。

激光诱导击穿

激光诱导击穿（LIBS）光谱技术LIBS 的工作原理激光弧光光谱（LASS）、激光诱导等离子光谱（LIPS）或者更常见的叫法激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种原子发射光谱，它使用脉冲激光器作为激发源。

它的基本原理请参见下面的示意图。

脉冲激光器(比如调Q的Nd:Y AG激光器) 的输出激光脉冲被聚焦到被测物体的表面。

仅使用小型激光器和简单的聚焦透镜，就可以在激光脉冲的持续时间内（典型值是10ns）使被测材料表面的激光功率密度超过1GW/cm2。

LIBS 原理示意图在如此之高的激光功率密度作用下，被测材料表面就会有几微克的物质被喷射出来，这个过程通常被称为激光剥离，同时材料表面还会产生寿命很短但亮度很高的等离子体，其瞬间温度可达10,000oC 。

在这个热等离子体中，喷射出来的物质离解成激发态的原子和离子。

在激光脉冲结束后，由于等离子体以超音速向向外扩展所以迅速地冷却下来。

在这段时间内，处于激发态的原子和离子从高能态跃迁到低能态，并发射出具有特定波长的光辐射。

用高灵敏度的光谱仪对这些光辐射进行探测和光谱分析分析，就可以得到被测材料的元素构成信息。

在测量时要使用带门控的探测器来记录激光脉冲延迟一段时间后所产生的激光等离子体的光辐射，这是由于只有在等离子体已经膨胀并开始冷却时才会出现原子或者离子的特征辐射谱线。

从下面的光谱图中展示了在不同的探测器采样时间延迟下得到的锝的特征辐射谱线，从中可以看出在快门延迟10 微秒时得到的谱线强度最大。

对任何材料的真正无损检测由于在测量过程中只消耗极微小的一部分材料，所以LIBS技术可以说是真正意义上的无损检测。

由于入射到样品上的平均功率还不到1W ，所以激光对样品的加热效应基本上可以忽略不计。

从理论上讲，利用LIBS技术可以对任何材料进行元素分析，不论它是什么物理状态：固态、液态、气态和各种混合物如煤泥、泥浆、矿石、废料、污水等都曾经被成功地分析过。

固体、气体和液体的LIBS 分析远程分析能力由于LIBS技术实质上是一个全光学的技术，只需用光接触被测样品即可完成分析。