91儀器信息網(wǎng)訊 2019年3月30日，第七屆中國激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研討會(CSLIBS 2019)在安徽蕪湖召開。CSLIBS 2019由中國光學(xué)工程學(xué)會激光誘導(dǎo)擊穿光譜專業(yè)委員會主辦，安徽師范大學(xué)承辦。來自科研院校的專家學(xué)者以及相關(guān)企業(yè)、儀器設(shè)備公司的270多位代表參加了此次會議。

CSLIBS 2019會議現(xiàn)場

會議舉行了簡短的開幕式，安徽師范大學(xué)副校長彭鳳蓮致歡迎辭，大會執(zhí)行主席、安徽師范大學(xué)崔執(zhí)鳳教授主持開幕式。致辭中，彭鳳蓮副校長介紹了安徽師范大學(xué)的歷史以及目前的發(fā)展概況。

安徽師范大學(xué)副校長 彭鳳蓮

大會執(zhí)行主席、安徽師范大學(xué) 崔執(zhí)鳳

激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)具有不需要樣品準(zhǔn)備、多元素同時檢測、測量速度快、可遠程非接觸測量、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成簡單等諸多優(yōu)點，因此，在2004年的一篇綜述文章中，世界著名的光譜分析專家James Winefordner博士稱之為化學(xué)分析技術(shù)的“未來之星”。不過，LIBS是一個優(yōu)點與缺點都非常明顯的分析技術(shù)。其信號不確定度較高等嚴重影響了LIBS定量測量及大規(guī)模應(yīng)用。

自從2011年第一屆中國激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研討會(CSLIBS)在青島成功召開，至今已經(jīng)成功舉辦了六屆CSLIBS 會議。這些會議的順利召開、參會人數(shù)地不斷攀升，在一定程度上促進了中國LIBS技術(shù)的研究、交流和發(fā)展。這些年來，中國在LIBS機理探索、新技術(shù)研發(fā)以及應(yīng)用研究等方面均得到了迅速發(fā)展。

CSLIBS 2019為期兩天，報告安排的非常緊密;在不設(shè)同時分會場的情況下，共安排了47個報告;其中，第一天報告數(shù)達21個。接下來，先介紹第一天上午會議的部分報告內(nèi)容。

報告題目：定量化研究新進展

報告人：清華大學(xué) 王哲

在LIBS定量化研究方面，王哲團隊提出了光束整形和多種惰性氣體混合氣體為保護氣的兩種方法。光束整形技術(shù)即把高斯光束整形為平頂光束，降低電子屏蔽效應(yīng)，使得更多的激光能量用于燒蝕物質(zhì)和加熱等離子體，增加等離子體高溫核心區(qū)的體積和穩(wěn)定性，從而降低收光系統(tǒng)觀測到的總粒子數(shù)的波動;而混合氣體為保護氣則是通過調(diào)節(jié)不同氣體的比例，優(yōu)化環(huán)境氣體的密度、電離能、導(dǎo)熱系數(shù)等特性，使得等離子體與環(huán)境氣體之間的物質(zhì)和能量交換過程更為平穩(wěn)，獲得更為穩(wěn)定的等離子體，降低信號不確定性。此外，團隊還提出了基于黑體輻射的自吸收修正方法，而且，該方法結(jié)合等離子體時空演化模型可以進行更精確地自吸收修正。

報告題目：SAF-LIBS理論與技術(shù)應(yīng)用研究

報告人：山西大學(xué) 侯佳佳

自吸收效應(yīng)是由于等離子體吸收自身輻射而導(dǎo)致光譜變?nèi)醯默F(xiàn)象，影響LIBS技術(shù)定量分析的精度，如今很多研究團隊在研究自吸收抑制的技術(shù)。侯佳佳在報告中介紹了其團隊提出的自吸收免疫激光誘導(dǎo)擊穿光譜(SAF-LIBS)理論與技術(shù)。目前，其團隊已經(jīng)初步完成了激光誘導(dǎo)等離子體時空演化理論與準(zhǔn)光學(xué)薄態(tài)等離子體判據(jù)研究;激光自吸收程度的量化與評估研究;SAF-LIBS濃度反演與性能評估研究。

報告題目：激光等離子體狀態(tài)診斷及時空演化特性研究

報告人：西北師范大學(xué) 孫對兄

激光等離子體演化過程中的發(fā)光特性與其狀態(tài)密切相關(guān)，尤其是等離子體溫度和電子數(shù)密度的準(zhǔn)確診斷對CF-LIBS的準(zhǔn)確性具有重要意義。此外，進行激光等離子體演化過程的狀態(tài)診斷是深入認識和理解激光等離子體的有效途徑，也是優(yōu)化實驗條件以滿足相關(guān)領(lǐng)域研究需求的依據(jù)，具有非常重要的意義。孫對兄團隊利用激光干涉法和湯姆遜散射發(fā)進行了激光等離子體的狀態(tài)診斷和演化特性研究。激光干涉法可以獲得等離子體中電子數(shù)密度的三維空間分布，同時可以獲得沖擊波和等離子體的膨脹動力學(xué)演化過程;干涉法和湯姆遜散射法獲得的等離子體參數(shù)與發(fā)射光譜法獲得的具有一定的差異;發(fā)射光譜法獲得等離子體中的電子數(shù)密度和溫度是基于粒子數(shù)布居平均后的結(jié)果。

報告題目：基于基體改性和數(shù)據(jù)融合的LIBS測量煤質(zhì)優(yōu)化研究

報告人：華南理工大學(xué) 姚順春

LIBS測量煤質(zhì)時，激光和煤樣作用產(chǎn)生的熱效應(yīng)導(dǎo)致煤的揮發(fā)分析出燃燒，不可避免地對光譜特性產(chǎn)生影響。揮發(fā)分含量不同其光譜特性存在差異，必然對LIBS測量煤質(zhì)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。針對這一問題，姚順春團隊提出了在煤壓片中添加KBr粘合劑的解決方案，以實現(xiàn)純煤基體感性，降低揮發(fā)分對LIBS光譜特性的影響。而添加粘合劑實現(xiàn)基體改性，對提高既和元素組成相關(guān)又和分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的煤質(zhì)的測量準(zhǔn)確性是有限的，針對此問題，姚順春團隊利用LIBS和FTIR聯(lián)用的方法同時探測煤的元素信息和分子結(jié)構(gòu)信息，進而通過數(shù)據(jù)融合提高了煤質(zhì)測量的準(zhǔn)確性。從而證明了基體改性和數(shù)據(jù)融合優(yōu)化LIBS煤質(zhì)測量時可行的方法。

報告題目：水下金屬靶材的長短波脈沖LIBS測量方法研究

報告人：西安交通大學(xué) 王珍珍

將LIBS技術(shù)直接用于水下環(huán)境進行光譜探測時具有很多特有的難題，如等離子體在水內(nèi)部膨脹，水對等離子體的膨脹存在很強的抑制作用且存在較快的熱交換，使等離子體的壽命大大縮短，等離子體輻射減弱。針對此問題，近年來提出了長短雙脈沖LIBS新方法，王珍珍團隊已經(jīng)在去離子水環(huán)境中開展了不同金屬靶材的試驗研究，光譜數(shù)據(jù)表明長短雙脈沖LIBS法能夠削弱水下環(huán)境中等離子體光譜的自吸收。該研究成果為進一步開展水下LIBS定量分析提供了條件。

報告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜增強技術(shù)及機理

報告人：浙江師范大學(xué) 周衛(wèi)東

LIBS近年來在國內(nèi)得到了廣泛的重視和長足的進展，并在有限的若干領(lǐng)域中得到了一些應(yīng)用，但在對其檢測結(jié)果的認可度以及應(yīng)用的廣度和深度方面仍遠遠比不上其它的原子分析光譜方法和質(zhì)譜。如何實現(xiàn)高靈敏度的LIBS 定量檢測，依然是制約LIBS 應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。而研究表明，提高LIBS光譜信號強度是可能提高LIBS 檢測靈敏度的可選途徑之一。在報告中，周衛(wèi)東介紹了其實驗室開展的若干LIBS 光譜信號增強技術(shù)及其增強機理，包括共線雙脈沖LIBS 技術(shù)、正交雙脈沖LIBS 技術(shù)、快脈沖放電增強LIBS 技術(shù)、以及腔體約束增強LIBS 技術(shù)等。

報告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜在3D 打印過程監(jiān)測和生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究

報告人：華中科技大學(xué) 郭連波

郭連波在報告主要介紹了其團隊最新的兩個LIBS應(yīng)用進展，一是利用自主研發(fā)的LIBS結(jié)合激光超聲檢測儀，即同時采集激光燒蝕樣品激發(fā)等離子體光譜和激光超聲波信號，實現(xiàn)對金屬3D 打印(增材制造)制造樣件的缺陷、應(yīng)力和元素分布的同時檢測。該方法提高了檢測效率，并為在線閉環(huán)反饋提供效率保障。二是利用LIBS 檢測血清實現(xiàn)了對鼻咽癌的診斷。針對生物質(zhì)樣本的LIBS的檢測存在著光譜穩(wěn)定性差、光譜差異小等難題，郭連波團隊利用多元散射矯正對LIBS進行矯正降低光譜的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。針對光譜差異小的問題，采用隨機森林對光譜特征重要性進行評估。

報告題目：激光聚焦角度和球面像差對水下等離子體及LIBS 光譜的影響

報告人：中國海洋大學(xué) 田野

針對水下LIBS 測試的物理過程非常復(fù)雜的特性，田野團隊搭建了水下LIBS及等離子體診斷試驗平臺，實現(xiàn)了對水下光譜圖像和聲音信號的全方位、高時空分辨的診斷;研究了激光聚焦角度和球面像差對水下等離子體及LIBS光譜的影響，結(jié)果表明消像差+大角度有利于水下LIBS探測;對比了水下LIBS離子線、原子線和分子線的時空演化特性，結(jié)果表明了分子線在水下LIBS定量分析中有特殊的優(yōu)勢。

報告題目：雙脈沖共振激光誘導(dǎo)擊穿光譜的高靈敏度微損分析

報告人：華中科技大學(xué) 湯志陽

湯志陽其團隊基于單脈沖共振激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)搭建了雙脈沖共振激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng);在RLIBS和DP-RLIBS中，對銅合金中的Pb的定量分析做了詳細的對比，比較了在不同RLIBS技術(shù)下對銅合金樣品的損傷程度。結(jié)果表明，DP-RLIBS可以有效提高RLIBS技術(shù)的檢出限和準(zhǔn)確度，也能夠保持RLIBS在微損分析上的優(yōu)勢。

報告題目：Study of molecular emission in fs-laser filaments and fs-laser induced plasma and its applications

報告人：西南交通大學(xué) 侯華明

報告題目：80ns 激光誘導(dǎo)擊穿銅合金光譜特性研究

報告人：沈陽理工大學(xué) 李倩

在LIBS定量化分析中，因為激光與物質(zhì)相互作用不充分、不穩(wěn)定，導(dǎo)致基體效應(yīng)影響較大、等離子體壽命短，使得LIBS檢測精密度差、靈敏度低。為了解決這些問題，李倩采用用自主研制的脈寬80ns激光器作為激發(fā)源研究了錫青銅標(biāo)準(zhǔn)樣品的激光誘導(dǎo)擊穿光譜特性，并與傳統(tǒng)8ns 激光器進行了對比。結(jié)果表明：在相同脈沖能量(20mJ、40mJ)下，與8ns 激光器相比，80ns 激光器對于Fe、Zn和Sn 等元素激發(fā)靈敏度和譜線強度均顯著提高。對于80ns 激光，Cu、Fe、Zn、Sn和Ni 等元素均能獲得清晰可見的特征譜峰。

精彩報告內(nèi)容請見后續(xù)報道。