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據(jù)外媒稱(chēng)，上海華東師范大學(xué)的研究人員最近展示了一種新技術(shù)：等離子體光柵誘導(dǎo)的擊穿光譜（GIBS）。等離子體光柵誘導(dǎo)的擊穿光譜技術(shù)克服了其他LIBS技術(shù)固有的局限性，將信號(hào)強(qiáng)度提高了三倍以上。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）是一種快速的化學(xué)分析工具。強(qiáng)大的激光脈沖聚焦在樣品上，形成微等離子體。來(lái)自該微等離子體的元素或分子發(fā)射光譜可用于確定樣品的元素組成。

與原子吸收光譜和感耦合等離子體光學(xué)發(fā)射光譜（ICP－OES）等更傳統(tǒng)的技術(shù)相比，LIBS具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：無(wú)需樣品預(yù)處理、多元素同時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)非接觸測(cè)量。這些優(yōu)勢(shì)使其適用于固體、氣體和液體的實(shí)際分析。

傳統(tǒng)的LIBS和擴(kuò)展

基于納秒脈沖激光器（ns－LIBS）的傳統(tǒng)LIBS系統(tǒng)由于激光功率強(qiáng)度大、脈沖持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、等離子體屏蔽效應(yīng)等原因，存在一些缺點(diǎn)。這些問(wèn)題對(duì)其重復(fù)性和信噪比產(chǎn)生了不利影響。飛秒LIBS（fs－LIBS）由于超短脈沖持續(xù)時(shí)間限制了激光與物質(zhì)的相互作用時(shí)間，因此可以排除等離子體屏蔽效應(yīng)。飛秒脈沖具有較高的功率密度，因此材料可以有效地被電離和解離，從而獲得更高的信噪比和更精確的光譜分辨率。

飛絲誘導(dǎo)擊穿光譜（FIBS）將LIBS技術(shù)與飛秒激光燈絲相結(jié)合。單個(gè)激光燈絲是在透明介質(zhì)（如大氣中的空氣）中傳播超短的高強(qiáng)度光束時(shí)，Kerr自聚焦和等離子體去焦機(jī)制相互作用的結(jié)果。飛秒激光燈絲產(chǎn)生的激光等離子體通道長(zhǎng)而穩(wěn)定，保證了激光功率密度的穩(wěn)定性，可以提高測(cè)量穩(wěn)定性。但是，當(dāng)激光能量增加時(shí)，功率和電子密度會(huì)達(dá)到飽和。這就是所謂的激光強(qiáng)度箝位效應(yīng)，它限制了FIBS的檢測(cè)靈敏度。

等離子體光柵

幸運(yùn)的是，通過(guò)多個(gè)飛秒絲的非線(xiàn)性相互作用引起的等離子體光柵，可以克服激光強(qiáng)度箝位效應(yīng)。事實(shí)證明，等離子體光柵中的電子密度要比燈絲中的電子密度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

基于這一見(jiàn)解，上海華東師范大學(xué)曾海平領(lǐng)導(dǎo)的研究人員最近展示了一種新型技術(shù)：等離子體光柵誘導(dǎo)的擊穿光譜（GIBS）。GIBS可以有效克服ns－LIBS、fs－LIBS和FIBS的缺點(diǎn)。使用GIBS，信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)3倍以上，等離子體光柵誘導(dǎo)的等離子體壽命約為相同初始脈沖的FIBS的兩倍。由于沒(méi)有等離子體屏蔽效應(yīng)，功率大，飛秒等離子體光柵的電子密度大，定量分析是可行的。