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激光诱导等离子体技术可以追溯到上世纪六十年代激光器的发明,随着人们对激光诱导等离子体形成过程理解的深入,激光诱导等离子体光谱(LIBS)技术的应用已经越来越广泛,它不仅可以检测金属还可以检测非金属。相比于其他元素检测方法而言,例如光电直读光谱法,X-射线荧光光谱法,电感耦合等离子体原子发射光谱法等,LIBS检测技术具有实时性、在线性、快速性等优点。目前,已经有相关研究将LIBS检测技术成功地应用到许多方面如;合金中各种金属成分的检测,土壤中重金属成分的检测,煤矿成分的检测,火星矿石成分的检测等。 LIBS检测技术的原理是通过检测由高能激光脉冲照射在被测物表面时所形成的等离子体光谱,从而对被检物进行定性和定量的元素检测。对于LIBS检测技术而言,判断被检物是否包含某种元素是非常简单的,只需根据LIBS检测光谱图中是否包含该种元素的特征谱线就可以判断,如果包含则说明被测物中含有该种元素。然而,在实际的LIBS检测过程中对被检物中某一种元素进行准确的定量检测并不是一件很容易的事情。这主要是由于激光诱导等离子体过程的复杂性和等离子体的基体效应。一般来说激光诱导形成等离子体需要一定的外部条件,并且整个过程可以大致地分为三个阶段;击穿阶段,膨胀阶段和限制阶段。只有当等离子体处于限制阶段并且达到局部平衡(LTE)时,光谱仪采集的光谱信号才能够有效的确定被检物中元素的含量。所以,在光谱采集的时间段里确保等离子体体系处于LTE状态对于LIBS检测来说是非常重要的,只有满足这一条件才能保证LIBS检测结果是有意义的。目前大家通常采用的标准是McWhirter标准,但近几年的相关研究表明它只是一个必要条件,为保证等离子体处于LTE条件的成立就必须补上另一个条件才行。为了加深对等离子体LTE状态演变过程的理解,就必须对等离子体各种理化反应的机制进行深入的理解。一般来说,准确地确定被测元素的含量是所有的等离子体光谱检测技术都要面对的问题,为了减小LIBS检测当中的基体效应通常采用的方法包括内标法、外标法和自由定标法。然而只有自由定标法才能适应实时多变的检测环境,并且大量的实验表明该种方法能够准确有效地确定被测物中各元素的含量。但是,在对一些所含元素成分较复杂的被测物进行LIBS检测时,单靠检测某种元素的单一谱线是不可能确定被检物的种类。为了确定被检物的种类就必须有效地利用光谱检测中的大量数据,目前大家普遍采取的是偏最小二乘法(PLS),并且在矿石、生化细菌等方面已经有成熟的应用。