时间分辨飞秒激光诱导击穿光谱的设计与研究

作者：宁倩倩; **浩; 刘晓琳; 何玉韩; 皇甫至超; 余文静; 王朝晖^*

来源：光谱学与光谱分析, 2023, 43(04): 1083-1087.

• 飞秒激光诱导击穿光谱
• 时间分辨
• NaCl溶液
• 液体射流
• 检测限

激光诱导击穿光谱(LIBS)具有样品无需预处理，操作简单，分析快速等优点，已在多个领域获得应用。实验搭建了飞秒激光诱导击穿光谱(Fs-LIBS)装置，使用波长800 nm,脉宽100 fs的飞秒激光器作为激发光源，门控ICCD作为检测器。LIBS用于检测静态液体时会发生液体波动飞溅等问题，信号较差，该实验以液体射流的方式进样，以NaCl标准溶液为模型体相，Na(Ⅰ) 589.0 nm为分析线进行测试。该实验采用时间分辨LIBS的方法，考察了飞秒激光作用于样品后的LIBS发射光谱随时间的演化，发现在激光脉冲作用于样品表面40 ns后Na原子发射谱线达到最强，信背比也同时达到最大值。表明飞秒脉冲激发的LIBS可以通过时间分辨，有效消除宽带背景发射的影响，更高效地对样品中的待测目标进行检测。研究了激光激发功率、 ICCD门宽、激光焦点到样品表面距离等实验条件对LIBS信号强度和信噪比的影响，并优化了实验参数。在延迟时间40 ns、激发功率100 mW、门宽5μs、焦点位于样品前表面的最佳实验条件下，测试了海水样品的LIBS光谱和Na含量，检测了不同浓度NaCl标准溶液，并绘制了Na(Ⅰ) 589.0 nm的定标曲线，得到NaCl标准溶液中Na元素的检测限为0.98 mg·L-1。实验结果表明，LIBS技术满足快速、实时检测元素的要求，可以用于研究等离子体动力学演化过程，实现元素的定性和定量分析。

• 单位
  化学化工学院; 固体表面物理化学国家重点实验室; 厦门大学