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激光诱导击穿光谱技术(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)是一种通过使用高能激光脉冲来激发样品,并探测接收样品原子发射光谱的技术。聚焦激光脉冲和样品之间的相互作用产生了由电离物质组成的等离子体,等离子体发射的光谱可以提供多种不同化学成分元素专属的“光谱指纹”,检测过程相对简单,能检测分析很多物理形态下的样品,对很多ppm量级元素有很好的检测灵敏度,而且只消耗少量样品(通常只有pgng量级形成等离子体)进行分析,在检测时通常可近似为无损检测,利用无需样品预处理的优势可进行遥感探测。首先,搭建了实验室常规使用的,基于主动调Q激光器的单脉冲LIBS光谱探测系统,使用DG535数字延时信号发生器,将激光器和光谱仪进行同步,时间分辨光谱数据,找到最佳信噪比延迟时间;其次,搭建了基于被动调Q激光器的单脉冲LIBS系统,设计了小型光电转换模块及数字延时模块,使用泵浦氙灯作为触发信号进行光谱采集同步,找到最佳工作条件;最后,搭建了基于被动调Q激光器的预烧蚀双脉冲LIBS系统,泵浦氙灯电压达到570V时,稳定出输出双脉冲激光,双脉冲间隔35μs40μs,将第一束脉冲激光的漫反射光作为触发信号,经光电转换及数字延时后进行光谱采集同步,找到最佳工作条件。分别使用上述三种LIBS系统进行样品烧蚀实验对比。首先,对纯铜样品进行烧蚀,三种LIBS系统都可以得到纯铜样品光谱,双脉冲LIBS系统可以得到信噪比更高,强度更强的光谱谱线;其次,使用内部标定法对溶液中铜离子进行检测分析,将500ppm的MgCl2溶液作为内标溶液,检测不同浓度的CuCl2溶液,以碳棒为基底,在水分蒸发后进行烧蚀分析,得到双脉冲LIBS系统对Cu元素的检测限为5.87ppm;最后,对海水进行元素光谱检测,两种单脉冲LIBS系统只能检测到海水中含量较高的元素,被动调Q双脉冲LIBS系统可以检测出更多的元素,分别对威海小石岛地区和麻子港生活污水入海口处的海水进行检测分析,发现麻子港处的Al、Fe、Cu元素含量相对较高,也说明生活污水中上述元素含量相对较高。