采用光束整形的LIBS竟然能改善這5大檢測結果

　　近日，安光所張志榮課題組在激光誘導擊穿光譜技術（LIBS）的光束整形研究方面取得新進展，相關成果以《激光光束形狀對激光誘導擊穿光譜法測定鋼鐵中錳、鉻元素的影響》為題，發表在Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy期刊上。

　　鋼鐵是一種重要的材料，其中參雜的錳、鉻等微量金屬元素的含量和配比直接影響到鋼鐵的質量和性能。傳統的分析方法，如x射線熒光、火花誘發擊穿光譜和電感耦合等離子體原子發射光譜等，雖然可以實現較高的靈敏度和準確度，但是由于其自身因素不能滿足生產現場、實時、快速分析的需求。LIBS技術無需樣品預處理、多元素分析、遠程原位分析等獨特優勢而備受關注。

　　課題組研究人員付洪波和賈軍偉與清華大學合作開展了激光光束形狀對LIBS測定不同基體鋼樣中錳和鉻元素的影響研究，利用聚焦透鏡光學模塊組將激光器出射光束的高斯激光束整形為能量均勻分布的平頂激光光束。由于激光能量分布均勻、燒蝕穩定、不需加熱等原因，平頂光束燒蝕后的凹坑比高斯光束更平坦、光滑和均勻。采用留一交叉驗證法（LOO-CV）對校正模型的預測能力進行了評價，激光束整形后，校準曲線的決定系數(R2)、交叉驗證的均方根誤差（RMSECV）、相對誤差（RE）、相對標準偏差（RSD）、檢測限（LOD）都有顯著的改善。因此，平頂激光光束整形方法是一種有效的降低基體效應、提高測量重復性和精度的方法，為推進LIBS的實際應用奠定了良好的前期基礎。

　　以上研究工作得到了國家自然科學基金、中國科學院知識創新工程、國家重點實驗室基金的資助。