激光诱导击穿光谱技术是一种利用高强度激光脉冲轰击样品激发产生等离子体,然后采集等离子体中被激发的离子或者原子发射的光谱来进行元素检测分析的发射光谱技术。该技术不需要繁琐的样品预处理,取样量极少,检测快捷,并且可以进行原位分析与远程检测,广泛应用于成分分析、环境检测、生物研究和食品安全等领域。本文介绍了激光诱导击穿光谱技术的国内外研究现状、优势与劣势以及应用领域等,分析了激光诱导等离子体发射光谱的过程、激光诱导等离子体的作用机制和激光诱导等离子体发射光谱的时间分辨特性,对谱线展宽机制和激光诱导等离子体特征参数的求解方法进行了说明,而且搭建了纳秒和飞秒LIBS实验装置。基于上述理论和装置进行了以下实验研究。在铝的纳秒激光诱导击穿光谱实验中,得到了 Al等离子体的时间分辨光谱,对此时间分辨光谱中连续背景光谱、离子谱线以及原子谱线的出现时间和演化机理进行了分析说明,并标定了该时间分辨光谱中延时时间为2 us时250-400 nm波长范围内的特征谱线。对纳秒激光诱导Al等离子体的电子温度和电子密度进行了求解和分析。其中,用来求解Al等离子体电子温度的方法是玻尔兹曼斜线法,得到了 Al等离子体的电子温度随激光能量和延时时间的变化规律。用来求解Al等离子体电子密度的方法是Stark展宽法,得到了 Al等离子体的电子密度随激光能量和延时时间的变化规律。利用McWhirter判据对该实验进行了局部热力学平衡(LTE)验证,结果显示本实验中Al等离子体满足局部热力学平衡假设。在铝的飞秒激光诱导击穿光谱实验中,同样得到了 Al等离子体的时间分辨光谱,分析说明了此时间分辨光谱中连续背景光谱、离子谱线以及原子谱线的出现时间和演化机理,并与纳秒激光诱导Al等离子体的时间分辨光谱进行了比较,同时对该飞秒激光诱导Al等离子体时间分辨光谱中延时时间为100 ns时250-400 nm波长范围内的特征谱线进行了标定。对飞秒激光诱导Al等离子体发射谱线的自吸收现象进行了分析,得到了自吸收程度随激光能量和延时时间的变化规律。最后进行了飞秒激光单脉冲实验,得到了飞秒激光单脉冲诱导Al等离子体发射谱线的强度随同一点处激发次数和激光能量的变化规律。在铝表面吸附元素的LIBS检测实验中,用纳秒激光单脉冲轰击激发高纯铝薄片,发现其激发光谱中存在非铝元素的发射谱线。通过与碳酸钠和硫酸钠压片的激发谱线对比后,证明该非铝元素的发射谱线属于钠原子的发射谱线,且实验证明Na元素仅吸附于金属铝的表面。然后对Na元素的来源进行了探究,结果表明金属铝表面的Na元素来源于空气环境。