飞秒激光诱导击穿光谱技术初探文献综述

 2024-06-04 15:52:32
摘要

飞秒激光诱导击穿光谱(fs-LIBS)技术作为一种新型的原子发射光谱技术,以其高灵敏度、快速、原位、多元素同时测量等优势,在环境监测、生物医学、材料分析等领域展现出巨大的应用潜力。

本文首先介绍了LIBS技术的概念,阐述了飞秒激光与物质相互作用的机理,并分析了飞秒激光诱导等离子体产生、特性及其演化过程。

其次,回顾了飞秒LIBS技术的发展历程和研究现状,并着重介绍了该技术在环境监测、生物医学和材料分析等领域的应用进展。

然后,对飞秒LIBS技术的主要研究方法进行了归纳总结,包括定量分析方法、基体效应校正方法等,并对不同方法的优缺点进行了比较分析。

最后,对飞秒LIBS技术的未来发展趋势进行了展望,指出该技术在提高灵敏度、实现更精准的定量分析以及拓展应用领域等方面仍有巨大发展空间。


关键词:飞秒激光;激光诱导击穿光谱;等离子体;元素分析;应用

1绪论

1.1激光诱导击穿光谱技术
激光诱导击穿光谱(Laser-InducedBreakdownSpectroscopy,LIBS)技术是一种原子发射光谱技术,其基本原理是利用高能脉冲激光聚焦于样品表面,激发产生高温、高密度的等离子体,通过光谱仪对等离子体中激发态原子、离子、分子弛豫过程中发射的光谱进行分析,从而实现对样品元素组成的定性和定量分析[1]。


LIBS技术具有无需或只需简单样品预处理、可进行多元素同时分析、几乎不损伤样品、可实现远程在线实时分析等优点,被誉为“化学照相机”,在环境监测、生物医药、地质勘探、材料分析等领域有着广泛的应用前景[2]。


1.2飞秒激光
飞秒激光是指脉冲宽度在飞秒(10^-15秒)量级的激光。

与纳秒激光相比,飞秒激光具有峰值功率高、作用时间短等特点,在与物质相互作用时,能够将能量快速地沉积在材料中,产生高温、高密度的等离子体,而对周围材料的热影响区很小,因此在激光加工、生物医学等领域具有广泛的应用[3]。

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