激光诱导击穿光谱作为一种新型的物质成分检测技术, 具有快速、 实时、 微损、 原位、 多元素同时分析等优势, 目前在环境监测, 食品安全, 选矿冶金, 生物医疗, 太空探测等多个领域都具有广泛应用。 然而, 由于元素谱线的自吸收效应, 使得激光诱导击穿光谱谱线强度降低, 严重时甚至会使特征谱线峰型产生凹陷(即“自蚀”现象), 定标曲线变弯曲, 导致该技术的元素检测精准度变差, 从而无法实现大规模商业应用。 因此, 对激光诱导击穿光谱自吸收效应及其校正方法的探索, 一直以来是学者们研究的热点。 综述了自吸收效应校正方法的研究进展, 分析了自吸收效应产生的物理机制, 分别从实验参数优化、 物理辅助装置、 自吸收模型和校正算法等多个角度对自吸收效应的几种主要校正方法进行了归纳和总结, 并对其优势和缺点进行了对比分析, 其中实验参数优化具有原理简单、 易操作的优势; 能态选择性共振激发自吸收效应抑制效果稳定; 微波辅助激发成本较低, 可同时对多元素实现自吸收抑制; 自吸收系数法可直接量化自吸收效应强弱, 计算步骤简便且所需等离子体参数较少; 基于内参考线的自吸收校正算法计算效率高, 校正效果明显; 光学薄法可直接获取光学薄等离子体谱线, 避免理论误差。 最后, 对自吸收效应未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

为了实现工业现场对特种钢材的快速检测与种类识别, 采用基于光纤传能的移动式激光诱导击穿光谱(LIBS)样机对14种特种钢材进行光谱数据的采集与分析, 采用预选谱线并遍历组合的降维方法与支持向量机(SVM)相结合的算法对特钢材料的光谱进行快速分类。 分别将原始光谱数据、 归一化处理后的光谱数据、 归一化处理+遍历组合优选谱线数据作为SVM分类模型的输入向量, 并对比了不同输入向量下模型对特钢识别的准确度。 结果表明: 在事先选出的51条特征谱线作为输入变量的基础上, 归一化光谱数据作为SVM分类模型的输入特征时, 识别准确度达到95.71%, 明显高于使用原始光谱数据作为输入向量时SVM分类模型的准确度11.43%。 进一步地, 使用MATLAB程序遍历谱线组合, 通过遍历各种谱线组合选出最优的输入谱线组合, 当优选6条特定的谱线时, 对特钢种类识别的准确度达到100%, 且建模速度也有相应提升。 可以看出, 当预选出大量常见特征数据时, 机器自动选取特征与人工挑选谱线相比, 具有明显优势, 基于此降维方法的SVM算法模型在LIBS快速分类技术中具有很好的工业应用前景。

作为一种新型快速的物质成分分析技术，激光诱导击穿光谱（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）已经在越来越多的工业领域中被证明具有巨大的应用潜力。然而，由于野外作业或工业现场检测环境嘈杂恶劣，对仪器设备的尺寸和抗恶劣环境的能力提出了更高的要求。近年来，新型激光器的发展进一步促进了LIBS仪器化的进程，使得其逐渐从实验室迈向工业应用，同时也使得LIBS系统逐渐趋于仪器化、专业化、便携化。本文综述了便携式LIBS的发展历程，对各种激光光源（小型Nd:YAG固体激光器、二极管泵浦固体激光器、微片激光器、光纤激光器以及光纤传能的方案）应用于便携式LIBS系统的最新研究进展进行了综述和分类讨论，探讨了当前便携式LIBS存在的基本问题，并对其未来发展趋势进行了展望。

为了降低功耗、实现超快速响应，设计了一种基于双矩形腔边耦合等离子体波导系统，并研究了其等离子体诱导透明效应.采用光学Kerr效应超快调控石墨烯-Ag复合材料波导结构，实现1 ps量级的超快响应时间.动态调控等离子体波导的传输相移，当泵浦光强为5.83 MW/cm²时，等离子体诱导透明系统能够实现透射光谱π相移，这是因为基于石墨烯-Ag复合材料结构等离子体波导具有大的等效光学Kerr非线性系数，表面等离子体激元局域光场和等离子体诱导透明效应慢光对光学Kerr效应产生了协同增强作用，大大降低了系统获得透射光谱π相移的泵浦光强.等离子体诱导透明效应透明窗口的可调谐带宽为40 nm，系统的群延时控制在0.15 ps到0.85 ps之间，并且光波通过间接耦合或者相位耦合机制实现了等离子体诱导透明效应相移倍增效应.耦合模式理论计算结果很好地吻合了时域有限差分法仿真模拟结果，研究结果对于低功耗、超快速非线性响应和紧凑型光子器件的设计和制作具有一定的参考意义.