91儀器信息網(wǎng)訊 2019年3月30日，第七屆中國(guó)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研討會(huì)(CSLIBS 2019)在安徽蕪湖召開(kāi)。CSLIBS 2019由中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)激光誘導(dǎo)擊穿光譜專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦，安徽師范大學(xué)承辦。來(lái)自科研院校的專(zhuān)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(huì)議。

CSLIBS 2019會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

會(huì)議舉行了簡(jiǎn)短的開(kāi)幕式，安徽師范大學(xué)副校長(zhǎng)彭鳳蓮致歡迎辭，大會(huì)執(zhí)行主席、安徽師范大學(xué)崔執(zhí)鳳教授主持開(kāi)幕式。致辭中，彭鳳蓮副校長(zhǎng)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(zhǎng) 彭鳳蓮

大會(huì)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(shí)檢測(cè)、測(cè)量速度快、可遠(yuǎn)程非接觸測(cè)量、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在2004年的一篇綜述文章中，世界著名的光譜分析專(zhuān)家James Winefordner博士稱(chēng)之為化學(xué)分析技術(shù)的“未來(lái)之星”。不過(guò)，LIBS是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)都非常明顯的分析技術(shù)。其信號(hào)不確定度較高等嚴(yán)重影響了LIBS定量測(cè)量及大規(guī)模應(yīng)用。

自從2011年第一屆中國(guó)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研討會(huì)(CSLIBS)在青島成功召開(kāi)，至今已經(jīng)成功舉辦了六屆CSLIBS 會(huì)議。這些會(huì)議的順利召開(kāi)、參會(huì)人數(shù)地不斷攀升，在一定程度上促進(jìn)了中國(guó)LIBS技術(shù)的研究、交流和發(fā)展。這些年來(lái)，中國(guó)在LIBS機(jī)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(bào)告安排的非常緊密;在不設(shè)同時(shí)分會(huì)場(chǎng)的情況下，共安排了47個(gè)報(bào)告;其中，第一天報(bào)告數(shù)達(dá)21個(gè)。接下來(lái)，先介紹第一天上午會(huì)議的部分報(bào)告內(nèi)容。

報(bào)告題目：定量化研究新進(jìn)展

報(bào)告人：清華大學(xué) 王哲

在LIBS定量化研究方面，王哲團(tuán)隊(duì)提出了光束整形和多種惰性氣體混合氣體為保護(hù)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(cè)到的總粒子數(shù)的波動(dòng);而混合氣體為保護(hù)氣則是通過(guò)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(guò)程更為平穩(wěn)，獲得更為穩(wěn)定的等離子體，降低信號(hào)不確定性。此外，團(tuán)隊(duì)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(shí)空演化模型可以進(jìn)行更精確地自吸收修正。

報(bào)告題目：SAF-LIBS理論與技術(shù)應(yīng)用研究

報(bào)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(tuán)隊(duì)在研究自吸收抑制的技術(shù)。侯佳佳在報(bào)告中介紹了其團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)已經(jīng)初步完成了激光誘導(dǎo)等離子體時(shí)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(píng)估研究;SAF-LIBS濃度反演與性能評(píng)估研究。

報(bào)告題目：激光等離子體狀態(tài)診斷及時(shí)空演化特性研究

報(bào)告人：西北師范大學(xué) 孫對(duì)兄

激光等離子體演化過(guò)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(duì)CF-LIBS的準(zhǔn)確性具有重要意義。此外，進(jìn)行激光等離子體演化過(guò)程的狀態(tài)診斷是深入認(rèn)識(shí)和理解激光等離子體的有效途徑，也是優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件以滿(mǎn)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(duì)兄團(tuán)隊(duì)利用激光干涉法和湯姆遜散射發(fā)進(jìn)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(shí)可以獲得沖擊波和等離子體的膨脹動(dòng)力學(xué)演化過(guò)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(bào)告題目：基于基體改性和數(shù)據(jù)融合的LIBS測(cè)量煤質(zhì)優(yōu)化研究

報(bào)告人：華南理工大學(xué) 姚順春

LIBS測(cè)量煤質(zhì)時(shí)，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(duì)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(duì)LIBS測(cè)量煤質(zhì)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。針對(duì)這一問(wèn)題，姚順春團(tuán)隊(duì)提出了在煤壓片中添加KBr粘合劑的解決方案，以實(shí)現(xiàn)純煤基體感性，降低揮發(fā)分對(duì)LIBS光譜特性的影響。而添加粘合劑實(shí)現(xiàn)基體改性，對(duì)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(cè)量準(zhǔn)確性是有限的，針對(duì)此問(wèn)題，姚順春團(tuán)隊(duì)利用LIBS和FTIR聯(lián)用的方法同時(shí)探測(cè)煤的元素信息和分子結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)融合提高了煤質(zhì)測(cè)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(cè)量時(shí)可行的方法。

報(bào)告題目：水下金屬靶材的長(zhǎng)短波脈沖LIBS測(cè)量方法研究

報(bào)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(jìn)行光譜探測(cè)時(shí)具有很多特有的難題，如等離子體在水內(nèi)部膨脹，水對(duì)等離子體的膨脹存在很強(qiáng)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(duì)此問(wèn)題，近年來(lái)提出了長(zhǎng)短雙脈沖LIBS新方法，王珍珍團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在去離子水環(huán)境中開(kāi)展了不同金屬靶材的試驗(yàn)研究，光譜數(shù)據(jù)表明長(zhǎng)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(jìn)一步開(kāi)展水下LIBS定量分析提供了條件。

報(bào)告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜增強(qiáng)技術(shù)及機(jī)理

報(bào)告人：浙江師范大學(xué) 周衛(wèi)東

LIBS近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的重視和長(zhǎng)足的進(jìn)展，并在有限的若干領(lǐng)域中得到了一些應(yīng)用，但在對(duì)其檢測(cè)結(jié)果的認(rèn)可度以及應(yīng)用的廣度和深度方面仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上其它的原子分析光譜方法和質(zhì)譜。如何實(shí)現(xiàn)高靈敏度的LIBS 定量檢測(cè)，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(hào)強(qiáng)度是可能提高LIBS 檢測(cè)靈敏度的可選途徑之一。在報(bào)告中，周衛(wèi)東介紹了其實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的若干LIBS 光譜信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)及其增強(qiáng)機(jī)理，包括共線(xiàn)雙脈沖LIBS 技術(shù)、正交雙脈沖LIBS 技術(shù)、快脈沖放電增強(qiáng)LIBS 技術(shù)、以及腔體約束增強(qiáng)LIBS 技術(shù)等。

報(bào)告題目：激光誘導(dǎo)擊穿光譜在3D 打印過(guò)程監(jiān)測(cè)和生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究

報(bào)告人：華中科技大學(xué) 郭連波

郭連波在報(bào)告主要介紹了其團(tuán)隊(duì)最新的兩個(gè)LIBS應(yīng)用進(jìn)展，一是利用自主研發(fā)的LIBS結(jié)合激光超聲檢測(cè)儀，即同時(shí)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(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)檢測(cè)。該方法提高了檢測(cè)效率，并為在線(xiàn)閉環(huán)反饋提供效率保障。二是利用LIBS 檢測(cè)血清實(shí)現(xiàn)了對(duì)鼻咽癌的診斷。針對(duì)生物質(zhì)樣本的LIBS的檢測(cè)存在著光譜穩(wěn)定性差、光譜差異小等難題，郭連波團(tuán)隊(duì)利用多元散射矯正對(duì)LIBS進(jìn)行矯正降低光譜的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。針對(duì)光譜差異小的問(wèn)題，采用隨機(jī)森林對(duì)光譜特征重要性進(jìn)行評(píng)估。

報(bào)告題目：激光聚焦角度和球面像差對(duì)水下等離子體及LIBS 光譜的影響

報(bào)告人：中國(guó)海洋大學(xué) 田野

針對(duì)水下LIBS 測(cè)試的物理過(guò)程非常復(fù)雜的特性，田野團(tuán)隊(duì)搭建了水下LIBS及等離子體診斷試驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水下光譜圖像和聲音信號(hào)的全方位、高時(shí)空分辨的診斷;研究了激光聚焦角度和球面像差對(duì)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(cè);對(duì)比了水下LIBS離子線(xiàn)、原子線(xiàn)和分子線(xiàn)的時(shí)空演化特性，結(jié)果表明了分子線(xiàn)在水下LIBS定量分析中有特殊的優(yōu)勢(shì)。

報(bào)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(bào)告人：華中科技大學(xué) 湯志陽(yáng)

湯志陽(yáng)其團(tuán)隊(duì)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(duì)銅合金中的Pb的定量分析做了詳細(xì)的對(duì)比，比較了在不同RLIBS技術(shù)下對(duì)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(shì)。

報(bào)告題目：Study of molecular emission in fs-laser filaments and fs-laser induced plasma and its applications

報(bào)告人：西南交通大學(xué) 侯華明

報(bào)告題目：80ns 激光誘導(dǎo)擊穿銅合金光譜特性研究

報(bào)告人：沈陽(yáng)理工大學(xué) 李倩

在LIBS定量化分析中，因?yàn)榧す馀c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(cè)精密度差、靈敏度低。為了解決這些問(wèn)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(jìn)行了對(duì)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(duì)于Fe、Zn和Sn 等元素激發(fā)靈敏度和譜線(xiàn)強(qiáng)度均顯著提高。對(duì)于80ns 激光，Cu、Fe、Zn、Sn和Ni 等元素均能獲得清晰可見(jiàn)的特征譜峰。

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