激光诱导击穿光谱技术优缺点

4.1.3　激光诱导击穿光谱技术优缺点

1.激光诱导击穿光谱技术的优点

由于测量过程中只消耗极微小的一部分物质，LIBS可以说是真正的非破坏测量。由于入射到样品上的平均功率还不到1W，激光对样品的加热也基本可以忽略不计，因而它是新一代的物质成分检测技术，具有检测速度快、精度高、可测元素丰富和无需样品制备等优势。

从理论上讲，LIBS可以实现对任何物质的元素分析，包括能分析低原子数元素，例如氢、钠等元素，这些元素用其他技术是很难分析的；也不论被测物质是什么物理状态，如固体、液体、气体甚至混合状态的，都可以分析。目前已经成功分析过的样品包括软泥、泥浆、矿石、废料、污水等。

因此，相对于其他用于测量元素含量的原子光谱技术（如火焰光度、微波诱导击穿光谱（microwave induced plasma spectroscopy，MIPS）、电感耦合等离子体原子发射光谱、X射线荧光光谱等）而言，激光诱导击穿光谱技术具有无损、全元素分析、容易实现远距离分析和真正的快速分析等特点。

综上所述，激光诱导击穿光谱的优点可总结如下。

（1）实验对象不需要进行预处理，信息量大，分析方便，而且研究对象再污染的几率很小；研究分析对象所需的量很小；由于其激光本身良好的光束质量，激光诱导击穿光谱可以使分析对象表面破坏只有微米量级，在工业中可以认为无破坏。

（2）强激光可以击穿任何物质，不论固体、液体或气体，因此几乎可以分析元素周期表中的所有元素，尤其是分析硬度特别高、难溶的物质，如陶瓷、一些超导体等。

（3）由于激光具有良好的单色性和稳定性，利用光纤传导，容易实现激光诱导击穿光谱远距离分析和真正的快速分析。

（4）可以同时对多种元素进行分析。

2.激光诱导击穿光谱的不足

（1）由于强激光的作用，分析对象表面被激光电离而破坏了物质的分子结构，因此，激光诱导击穿光谱技术只能对原子进行分析，无法直接得到物质的分子结构和进行分子浓度测量。

（2）噪声来源多、干扰大（包括测量时的环境影响、测量对象内部粒子的相互作用和仪器本身内部元器件的电流噪声等）。

（3）重复精度较低，激光每次的激发特性有很大差异，引起每个脉冲产生的激光等离子体密度、温度、特征时间等参数不相同，这都会引起等离子体辐射谱线强度变化。

虽然激光诱导击穿光谱有上述不足，但是它在化学分析中的应用在过去的近30多年中得到了长足的发展。同时，利用激光诱导击穿光谱技术对工业过程进行检测的仪器在国内也逐渐开始出现，在那些需要进行过程监控、半定量检测、精细加工的领域有着广泛的应用。虽然普通的发射、吸收或荧光光谱的应用已经非常普遍和成熟，但由于激光诱导击穿光谱可以实现在线测量、测量对象广等特点，而且随着飞秒激光器等的发展，激光诱导击穿光谱的不足也在不断得到改善。相信在不久的将来，激光诱导击穿光谱技术将比那些传统的光谱技术更加深入到人们的生活中来。