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激光誘導(dǎo)擊穿光譜 (LIBS) 儀器是如何工作的？
激光誘導(dǎo)擊穿光譜 (LIBS) 是一種快速、便攜的原位原子光譜技術(shù)，用于測量固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)樣品中的主要和痕量元素的濃度，或記錄材料的化學(xué)特征（指紋圖譜）。每個(gè) LIBS 光譜不僅包含有關(guān)所有天然元素濃度的信息，還包含一些同位素比率和材料的原子結(jié)構(gòu)的信息。
激光器
多種類型的激光器都可以被用到LIBS 系統(tǒng)中。Nd:YAG 激光器在其基本波長 1064 nm 或諧波波長之一（通常為 266 nm 或 213 nm）是常用的激光器。脈沖寬度通常為 6 ~15 ns，重復(fù)率從單次發(fā)射到 >20 Hz。單脈沖 LIBS 使用單個(gè)激光脈沖來燒蝕和激發(fā)原子。雙脈沖 LIBS 采用與第一個(gè)脈沖垂直或共線的第二個(gè)激光脈沖從樣品中激發(fā)更高比例的原子，從而增加峰值強(qiáng)度而不會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生額外影響。
收集光
在大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室和便攜式 LIBS 系統(tǒng)中，來自等離子體的光子通過等離子體附近的透鏡收集，并通過光纖傳輸?shù)焦庾V儀。另一種方法稱為遠(yuǎn)距離LIBS（stand-off LIBS），它被用于 NASA 火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室好奇號(hào)的 ChemCam 儀器包中。在遠(yuǎn)距離 LIBS 中，分析的樣品距離儀器本身幾米，被光子被望遠(yuǎn)鏡捕獲并通過光纖傳輸?shù)焦庾V儀。
衍射產(chǎn)生光譜
LIBS 系統(tǒng)中使用了幾種類型的光譜儀，最常見的是階梯光譜儀。光譜儀輸出記錄在 CCD（電荷耦合器件）上，很像數(shù)碼相機(jī)。在許多情況下，光子收集在激光脈沖后幾微秒開始，以最大限度地減少非量子過程發(fā)射的光的收集，例如電子和原子之間的動(dòng)力學(xué)相互作用。激光燒蝕和光子收集之間的時(shí)間稱為 Q 開關(guān)延遲。