陈旭东，王静鸽，2*，冯 笛，魏嘉威，汪利萍，王 红

1.河南科技大学物理工程学院，河南 洛阳 471023 2.洛阳师范学院，河南省电磁变换与探测重点实验室，河南 洛阳 471934

引 言

激光诱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)由于具有无需样品预处理、远距离检测、多元素同时诊断等优点，已经被广泛用于工业控制[1]、环境监测[2]、食品检测[3]、空间勘探[4]等领域。为了改善LIBS技术中光谱信号稳定性和重复性差的缺点，双脉冲激光激发[5-6]、等离子体束缚[7-8]以及与其他技术联合应用[9-10]等方法已经被广泛研究，其中对等离子体进行空间约束是较简单且有效的方法。Guo等[11]提出了半球空腔约束等离子体的方法，由于半球空腔可以对等离子体进行三维约束，因此具有较好的光谱增强效果。等离子体的特性与实验系统中聚焦透镜到样品的距离(lens to sample distance, LTSD)有密切关系[12]，不同聚焦情况下等离子体的形态、辐射光谱信号强度、等离子体温度及电子密度等参数都有较大差别。对等离子体进行空间约束实际上是在等离子体周围设置屏障，当冲击波在膨胀过程中遇到障碍物时，反射的冲击波与等离子体相互作用引起光谱信号增强。由此可见，空间约束的效果与等离子体的特性也有很大关系。Guo等[13]研究了不同聚焦情况下圆柱空腔约束对激光诱导硅等离子体的光谱增强特性，而该论文主要研究了聚焦透镜焦点在样品表面以下时，光谱增强特性随着LTSD的变化。

本文采用半球形空腔对等离子体进行三维空间约束，采……