近年来,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)作为一种非常有应用前景的元素分析技术出现在人们的视线中,并飞速发展。它的原理是将高能激光脉冲聚焦到样品表面产生等离子体,通过光谱来分析自发光等离子体的谱线发射,从而推断出其元素组成。与其他传统分析方法(例如,X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等)相比,LIBS具有许多优势,包括可以检测多状态的样品(气体、液体和固体)、同时进行多元素分析、几乎无损检测、对位感测、无需任何样品预处理和快速原位分析等。LIBS的独特优势可以使许多应用领域受益,包括环境、工业、地质、艺术、医学和核安全等。可见,关于LIBS技术的研究对于人们的生产生活来说,具有重大的意义。为了更好的发展LIBS技术,大多数研究人员已将注意力转移到增强LIBS的谱线强度、提高LIBS的分析准确度和精确度上。如今,研究者们提出了多种不同的方法,例如双脉冲的LIBS、共振激发的LIBS、飞秒激光的LIBS、纳米粒子增强的LIBS和空间约束的LIBS等。其中双脉冲LIBS方案在远程探测中表现出独特的优势,长距离的影响使得收集到的光谱信号相对较弱,那么如何去提高LIBS的远程探测能力,很少有研究者会关注到这一点,甚至大多数研究者们仅仅只关注于增强等离子体光谱强度、提高探测的灵敏度和稳定性、降低检测限、改善信噪比和信背比等单一问题,忽视了LIBS技术研究的最大意义在于它的应用。而提高LIBS远程探测能力是加强LIBS应用的重要基础,当前解决方案是采用飞秒纳秒共轴的双脉冲技术,实现远程激发待测样品产生等离子体光谱,提高相应等离子体的光谱强度。也就是说,本论文的研究内容建立在发展应用的基础上去提高等离子体光谱强度和提高探测灵敏度等。本论文的重点内容如下:1、研究者前期的一些研究工作:空间约束LIBS、预加热LIBS以及样品表面与焦点距离对LIBS的影响等,清楚的表明它们可以增强光谱的发射强度,但相比于飞秒纳秒共轴的双脉冲LIBS,这些方法使用到的纳秒双脉冲LIBS不足以在远程探测方面增强光谱强度。通过这样的对比,可以为后面的工作提供充分的研究背景。2、重点提出了飞秒纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱技术的方案,通过对半导体材料(硅)、金属材料(Cu)以及有机材料(PMMA)中典型物质的探测来论述飞秒纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱技术对于其缺点的改善。并能够在拓宽实际应用的基础上增强光谱强度、灵敏度以及信背比,可见,关于这项工作的研究具有十分重大的意义。综上所述,本论文的创新之处体现在飞秒+纳秒共轴的双脉冲LIBS在实际应用(远程探测)上不仅有提高,还在光谱信号增强上起到很大的效果。这种方案对于实践应用和实践增强上具有很大的指导意义。