LIBS是Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (激光誘導擊穿光譜儀)的簡(jiǎn)稱(chēng)，該技術(shù)通過(guò)超短脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，利用光譜儀對等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行分析，以此來(lái)識別樣品中的元素組成成分，進(jìn)而可以進(jìn)行材料的識別、分類(lèi)、定性以及定量分析。

自從LIBS技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，該技術(shù)就被公認為是一種前景廣闊的新技術(shù)，將為分析領(lǐng)域帶來(lái)眾多的創(chuàng )新應用。LIBS作為一種新的材料識別及定量分析技術(shù)，既可以用于實(shí)驗室，也可以應用于工業(yè)現場(chǎng)的在線(xiàn)檢測。其主要特點(diǎn)為:

• 快速直接分析，幾乎不需要樣品制備
• 可以檢測幾乎所有元素
• 可以同時(shí)分析多種元素
• 基體形態(tài)多樣性 - 可以檢測幾乎所有固態(tài)樣品

LIBS彌補了傳統元素分析方法的不足，尤其在微小區域材料分析、鍍層/薄膜分析、缺陷檢測、珠寶鑒定、法醫證據鑒定、粉末材料分析、合金分析等應用領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，同時(shí)，LIBS還可以廣泛適用于地質(zhì)、煤炭、冶金、制藥、環(huán)境、科研等不同領(lǐng)域的應用。

除了傳統的實(shí)驗室的應用，LIBS還是為數不多的可以做成手持便攜裝置的元素分析技術(shù)，更是目前為止被認為可以做在線(xiàn)分析的元素分析技術(shù)。這將使分析技術(shù)從實(shí)驗室領(lǐng)域地拓展到戶(hù)外、現場(chǎng)、甚至生產(chǎn)工藝過(guò)程中。

LIBS使用高峰值功率的脈沖激光照射樣品，光束聚焦到一個(gè)很小的分析點(diǎn)(通常10-400微米直徑)。在激光照射的光斑區域，樣品中的材料被燒蝕剝離，并在樣品上方形成納米粒子云團。由于激光光束的峰值能量是相當高的，其吸收及多光子電離效應增加了樣品上方生成的氣體和氣溶膠云團的不透明型，即便只是很短暫的激光脈沖激發(fā)。由于激光的能量顯著(zhù)地被該云團吸收，等離子體逐漸形成。高能量的等離子體使納米粒子熔化，將其中的原子激發(fā)并且發(fā)出光。原子發(fā)出的光可以被檢測器捕獲并記錄為光譜，通過(guò)對光譜進(jìn)行分析，即可獲得樣品中存在何種元素的信息，通過(guò)軟件算法可以對光譜進(jìn)行進(jìn)一步的定性分析(例如材料鑒別，PMI)和定量分析(例如，樣品中某一元素的含量)。

檢出限和定量分析

LIBS檢出限很大程度上取決于被測樣品的類(lèi)型、具體哪些元素，以及儀器的激光器/光譜檢測器的選型配置?；谝陨显?，LIBS的檢出限可以從幾ppm一直到%級的范圍。在大多數常規應用中，對于絕大多數元素，LIBS檢出限可以做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中，通過(guò)LIBS獲得的測量結果的相對標準偏差可以達到3-5%以?xún)?，而對于均質(zhì)材料通?？梢缘?%以?xún)壬踔?lt;1%。

LIBS概念自上世紀60年代提出以來(lái)，因各種原因，一直以來(lái)主要用于科學(xué)研究領(lǐng)域。隨著(zhù)技術(shù)的不斷突破，例如穩定可靠的激光器、高分辨率光譜儀、以及分析軟件技術(shù)等進(jìn)展，LIBS的產(chǎn)業(yè)化在近十年中有了快速的發(fā)展，使其成為可以真正應用于實(shí)驗室甚至工業(yè)現場(chǎng)的實(shí)用分析儀器。