激光探针(又称激光诱导击穿光谱,简称LIBS)技术是采用高能量密度激光脉冲激发被分析物质,产生等离子体,同时对等离子体中原子和离子的能级跃迁特征光谱进行分析,得出各个元素种类与含量的方法,具有检测速度快、无需样品预处理、可进行实时在线及远程测量等优点,在工业在线测量、地质分析、环境监测和空间探测等领域有着广泛的应用。空间约束是一种简易、低成本的LIBS探测灵敏度增强方法,能够显著提高LIBS信号的强度、信噪比及信背比,改善定量分析的精确度和准确度。
武汉国家光实验室激光先进制造技术研究团队曾晓雁教授、李祥友教授带领李常茂、郭连波等人深入研究了不同尺寸腔体约束下,激光诱导等离子体光谱的增强效应,并首次提出,在空间约束下,不同元素、谱线的增强倍数之间具有内在的联系,且能够用公式给与完整的描述。该研究结果完整地解释了空间约束下谱线增强效果的影响因素,以及不同元素、谱线的增强倍数间的差异,并能够用于预测未知元素、谱线的空间约束增强倍数。
该项工作得到国家重大科学仪器设备开发专项(No. 2011YQ160017)和国家自然科学基金(No. 51128501)等项目的资助,研究成果发表在RSC旗下杂志Journal of Analytical Atomic Spectrometry (Vol. 29, Iss. 4, pp. 638-643, 2014)上。
图(a)空间约束LIBS实验装置原理图;(b)空间约束等离子体及无约束等离子体光谱对比
(责任编辑:陈智敏)