邓 凡, 胡桢麟, 崔灏灏, 张 登, 唐 云, 赵志方, 曾庆栋, 3*, 郭连波*

1. 华中科技大学光学与电子信息学院， 湖北 武汉 430074 2. 华中科技大学武汉光电国家研究中心激光与太赫兹功能实验室， 湖北 武汉 430074 3. 湖北工程学院物理与电子信息工程学院， 湖北 孝感 432000 4. 湖南科技大学物理与电子科学学院， 湖南 湘潭 411201

引 言

激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy， LIBS)是一种新型的物质成分检测技术， 因其具有快速实时， 微损， 原位， 多元素同时分析， 无需或仅需简单样品制备， 环境适应性强， 工业现场原位检测等优势受到越来越多的关注[1]， 目前LIBS已经应用于环境监测[2]， 食品安全[3]， 选矿冶金[4]， 生物医疗[5]， 太空探测[6]等多个领域。 LIBS的基本原理是利用高能量密度的激光脉冲烧蚀靶材， 激发产生等离子体， 通过采集分析等离子体所辐射的特征光谱实现对样品中的元素种类及其含量的分析检测。

然而， 由于等离子体时空演化行为的复杂性， LIBS技术目前面临几个关键问题， 制约了LIBS技术的大规模应用。 自吸收效应[7]是LIBS定量分析中最为棘手的问题之一， 其产生原因是激光和物质相互作用引起等离子体温度和电子数密度空间分布的不均匀， 等离子体内层粒子温度高， 外层粒子温度低， 当等离子体内层高能态粒子以光子的形式向外辐射能量时， 这些光子会被等离子体外层同种元素的低能级粒子所吸收， 从而导致LIBS谱线出现失真(轮廓变形、 强度减弱等)， 严重时会产生谱线的“自蚀”现象。 即等离子体的自吸收效应破坏了元素特征光谱强度与元素浓度之间的线性关系， 导致LIBS技术定量分析精准度下降[7]。……