激光诱导击穿光谱仪（LIBS）_原子发射光谱分析

原理：将高能量脉冲激光束（通常为纳秒级，1064 nm、532 nm或266 nm波长）聚焦于样品表面微小区域，瞬时功率密度达MW/cm²至GW/cm²量级，使样品在微秒时间内被加热、熔融、气化并进一步电离，形成高温（可达数万K）等离子体。等离子体中的激发态原子和离子在冷却过程中跃迁回基态时，发射出具有元素特征波长的光谱。光谱信号经光栅分光和检测器（CCD或ICCD）采集，通过分析谱线波长（定性）和强度（定量），获得样品的元素组成及含量信息。

激光剥蚀产生的等离子体寿命极短（微秒级），信号采集窗口需与激光脉冲精确同步（延时门控技术），以避开等离子体初始连续辐射背景，提高信噪比。

分析对象：几乎涵盖所有固态样品，包括金属（钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等）、矿物与岩石（硅酸盐、碳酸盐、硫化物等）、玻璃、陶瓷、塑料、生物组织、土壤、沉积物、涂层、文物、地质薄片等。亦可分析液态样品（经雾化或冷冻成固态）和气态样品（经滤膜富集）。对元素周期表中几乎所有元素（H至U）均有响应，对轻元素（如Li、Be、B、C、N、O、Na等）灵敏度较高。

应用领域：材料科学（合金牌号快速分拣、微区成分分布、失效分析）；地质与采矿（原位矿物元素分析、岩心快速编录、稀土元素勘探）；工业质控（金属冶炼过程在线监测、镀层厚度分析）；环境监测（土壤重金属现场筛查、大气颗粒物单粒子分析）；食品安全（食品中有害重金属快速检测）；文物考古（文物和艺术品原位无损分析）；空间探测（火星车LIBS设备用于火星岩石成分探测）；核工业（放射性材料远程分析）。