基于共振與非共振雙線的自吸收免疫LIBS技術研究

侯佳佳，張 雷，2*，趙 洋，尹王保，2*，董 磊，2，馬維光，2，肖連團，2，賈鎖堂，2

1. 山西大學激光光譜研究所，量子光學與光量子器件國家重點實驗室，山西 太原 030006 2. 山西大學，極端光學協同創新中心，山西 太原 030006

引 言

激光誘導擊穿光譜(LIBS)作為一種發射光譜分析技術，具有多元素同時檢測、樣品制備簡單等優勢，近些年已經在工業過程、環境監測、生物醫學等領域展現出巨大的應用潛力[1-6]。LIBS誘導產生的等離子體是一個體光源，其溫度的空間分布往往是不均勻的。等離子體內部的原子或離子自發躍遷所輻射的光子，在經過等離子體向外傳播時，可能會被處于低能級的同類粒子重新吸收，這個現象稱為自吸收效應，該效應不僅會降低譜線強度和增加線寬，同時也會使定標結果飽和，從而影響最終的定量分析結果。理論上，當向外輻射光通過等離子體時沒有明顯衰減或散射的情況下，該等離子體可以被認為是光學薄的，此時自吸收效應可以被忽略。目前消除自吸收的方法有自吸收系數校正法[7]、等離子體參數建模法[8]、內標參考線法[9]、激光或微波輔助法[10-11]等，但這些方法需要在建模中引入近似和假設條件，或者需要增添額外的設備，使得測量精度及實際應用受限。Hou等近期提出一種自吸收免疫的激光誘導擊穿光譜(SAF-LIBS)技術[12-13]，即通過匹配所測原子雙線強度比和理論強度比來直接捕獲準光學薄譜線。通過對比自吸收系數和Boltzmann平面線性度，證實所得譜線達到了準光學薄態，但元素的可測含量范圍比較窄(例如對Al元素的可測含量范圍僅為0～15.9%)。……