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激光剥蚀是指将激光束聚焦后照射基板,基板材料吸收激光能量蒸发或转换成等离子体,实现从固体表面去除部分材料的过程。激光剥蚀效果与激光能量密度、波长、光束质量以及材料本身光学性能等多因素都有着直接关系。由于准分子激光波长短、单光子能量高,采用准分子激光作为光源进行激光剥蚀可以实现更高分辨率的微区剥蚀效果。同时由于大多数材料对紫外波段光源的能量吸收性更好,准分子激光剥蚀很大程度上减小了材料的热损伤,也提高了激光剥蚀效率。激光剥蚀系统可广泛应用于检测分析领域,但分析系统结构往往较为复杂,不同硬件间的联动控制以及数据传输技术直接决定了系统的分析性能以及系统稳定性。近年来,各领域对大样本进行高速分析的需求越来越强烈,而高速分析场景下涉及到庞大的数据量以及高速的设备联动,因此控制和数据采集技术成为了相关系统研发的瓶颈之一。针对以上问题,本研究利用波长为193nm的ArF准分子激光器作为光源,搭建了集成微区成像功能的准分子激光微区剥蚀系统,针对激光剥蚀系统检测分析应用方向开展了设备联动控制及数据采集关键技术的研究,并基于研究成果成功研发了高性能准分子激光诱导击穿光谱(LIBS)元素成像系统和准分子激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析系统(LA-ICP-MS)。本文主要研究内容包括:(1)分析了准分子激光微区剥蚀的基本原理,并对准分子激光微区剥蚀系统在检测分析领域上的重要应用进行了介绍。(2)重点研究了准分子激光微区剥蚀分析系统中的设备联动控制及数据采集技术,并对其具体实现过程进行了详细分析。(3)基于193 nm ArF准分子激光器,研制了准分子激光诱导击穿光谱元素成像系统和准分子激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析系统。(4)针对准分子LIBS元素成像系统和准分子LA-ICP-MS分析系统进行了整体的设备联动控制测试和数据采集及处理性能分析。通过对系统功能进行测试和分析,最终实现了具备功能完整、稳定性好及自动化程度高的LIBS元素成像系统及LA-ICP-MS分析系统。其中高速模式下的LIBS元素成像系统更是国内首次以50Hz采集频率实现百万像素级别元素分布图,为大样品的表面元素分析提供了很好的解决方案,在地矿和生物等检测领域都具有很好的应用前景。同时,精确控制和数据采集技术的研究以及两套分析系统的研发也为国内相关分析仪器的进一步研究奠定了基础。