由于飞秒激光脉冲宽度小于靶材电子—晶格热弛豫时间, 飞秒激光烧蚀靶材过程以及诱导击穿产生的等离子体膨胀动力学过程与纳秒激光作用过程不同, 因此研究飞秒激光诱导等离子体发射光谱特性对于研究飞秒激光烧蚀机制以及飞秒激光诱导等离子体的膨胀动力学过程非常重要。 Ge材料是一种常用的中远红外探测器以及光学元器件材料, 对中心波长为800 nm, 脉宽为50 fs的激光脉冲烧蚀空气中Ge靶材产生的等离子体发射光谱强度的时间和空间演化规律研究, 并探讨了飞秒激光脉冲能量对等离子体发射光谱强度的影响规律。 实验结果表明在等离子体羽膨胀初期, 飞秒激光诱导Ge等离子体发射光谱主要由线状光谱和连续光谱构成, 在200 ns时间内连续光谱强度逐渐减弱, 线状光谱开始占主导地位。 通过探测Ge等离子体的时间分辨发射光谱, 随着等离子体的快速膨胀, 等离子体发射光谱强度随着时间的增加呈现先增加后下降变化, 在335 ns达到最大。 通过探测Ge等离子体的空间分辨发射光谱, 随着距离Ge靶材表面的位置增加, 等离子体发射光谱强度随远离Ge靶材表面距离增加呈现先增加后下降变化, 在0.8 mm位置达到最大。 由于存在等离子体自吸收机制, 等离子体发射光谱强度随着脉冲能量的增加而增加, 在脉冲能量为0.627 mJ时, 飞秒激光诱导Ge等离子体存在自吸收现象, 从而使等离子体发射光谱强度出现下降变化。

激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因其在线、原位、多元素同时测量等优点,在物质成分检测上得到广泛应用。但是,LIBS技术常受到自吸收及基体效应的干扰,分析的准确度较低,同时,随着光谱仪分辨率的不断提高,数据维度越来越高,其中包括大量对成分分析无用的冗余信息,这就增加了建模的复杂度。为了降低建模的复杂度,减少光谱数据维度以提取最有用的光谱信息,同时减少自吸收及基体效应的非线性干扰对定量分析精度的影响,在传统偏最小二乘(PLS)方法的基础上,提出了利用循环筛选特征变量来校正自吸收及基体效应影响的非线性PLS模型。以铁精矿矿浆样本为分析对象,结果表明,与传统PLS方法相比,所提出的基于循环变量筛选的非线性PLS模型的定量分析精度显著提高,测试样品的均方根误差(RMSE)从1.15%降到0.70%,决定系数R²从0.51提高到0.86。

激光诱导击穿光谱（LIBS）因具有实时快速、 多元素分析、 样品损伤性小等优势, 已成为检测未知物质元素组分以及相应元素含量的重要手段。 近期的一些研究表明, 百纳秒级别激光脉冲由于在确保有效击穿阈值的条件下延长了激光与样品作用时间, 使得其LIBS光谱质量相对于传统10 ns级激光脉冲得到了提高; 适度降低环境气压（至104 Pa量级）, LIBS光谱强度和信背比均得到明显提高。 为探究低气压对长脉宽（百纳秒级）激光诱导铜合金等离子体光谱特性的影响, 采用自主研发80 ns脉宽Nd∶YAG激光器（波长1 064 nm, 单脉冲能量20~200 mJ）作为激发光源, 样品为BYG19431的锡青铜（基体元素Cu质量百分数为92.9%, 低含量元素Fe质量百分数为0.007 8%）, 通过样品气氛控制系统改变环境气压, 分别研究了低环境压力（1.01×105, 9.6×104, 9.2×104, 8.8×104和8.4×104 Pa）下铜合金基体元素Cu与低含量元素Fe光谱特性。 实验中, 激光脉冲重复频率为1 Hz, 每次打击均为新鲜表面（通过真空腔内的可控旋转平台更换样品位置）, 每个能量和气压下分别选取5个脉冲能量较稳定的光谱, 取平均值作为当前实验条件的最终实验结果, 激光脉冲能量的实时监测由透反比1∶1分束镜及能量计完成。 研究发现, 基体元素谱线（Cu Ⅰ 324.75 nm）, 常压下低能量（20 mJ, 40 mJ）时均存在较严重的自吸收现象。 在60 mJ时, 虽自吸收效应得到改善, 但谱线背景强度升高, 且激光对样品的损伤加大。 为在低光谱背景, 微样品损伤的条件下实现光谱质量的进一步提升, 实验激光能量为20 mJ。 结果表明, 随着环境气压降低, 基体元素Cu自吸收程度大幅度降低, 样品中低含量Fe元素谱线信背比增加, 等离子温度升高, 谱线展宽变窄。 气压为8.4×104 Pa时, 与常压相比基体元素铜（Cu Ⅰ 324.75 nm）与微量元素铁（Fe Ⅰ 330.82 nm）谱线信背比分别增强5.31和2.43倍; 等离子体温度提升了21.6%; Fe Ⅰ 330.82 nm谱线展宽由0.29 nm降到0.21 nm, 在一定程度提高了LIBS元素谱线的分辨率。

采用垂直布里奇曼法成功生长了一种Cs4SrI6∶3％Eu闪烁晶体。毛坯晶体尺寸最大为25×70 mm3，是目前最大的Cs4SrI6∶Eu单晶。XRD结果表明，晶体具有K4-CdCl6晶体结构，属于R-3C空间群，通过紫外-可见荧光光谱和X射线激发发射光谱，研究了晶体的荧光性能。研究了在137Cs 662 keV辐射下Cs4SrI6∶Eu单晶的闪烁性能和衰减时间，表明该晶体具有较高的光输出和优良的能量分辨率,衰减时间约为1.86 μs。通过分析Eu2+在晶体中不同部位的浓度，计算出Cs4SrI6∶Eu晶体中Eu2+的分凝系数约为1.136，结果表明Cs4SrI6∶Eu晶体在辐射探测中具有潜在的应用前景。

MgO含量是磷矿浮选过程中最为关注的指标之一。 实现浮选过程中MgO含量的快速检测, 对于优化浮选过程、 提高效率、 降低成本有着非常实际的意义。 因此, LIBS技术被引入到了磷矿中镁元素含量的分析。 常用于LIBS分析的Mg元素特征谱线（如Mg Ⅱ 279.6 nm, Mg Ⅱ 280.3 nm, Mg Ⅰ 285.2 nm）多为共振线, 谱线强度易受自吸收效应影响, 导致谱峰强度下降, 影响分析准确性。 提出一种基于近似Voigt函数的拟合方法： 首先通过近似函数对Voigt函数进行简化； 再通过低含量样本确定谱峰中心和理想条件下的半峰宽； 进而通过计算谱峰所在区域线型的斜率, 确定用于拟合的谱翼区域； 最终通过对谱峰两翼受自吸收效应影响较小的光谱进行拟合, 得到更接近理论线型的谱线。 在定量分析磷矿样品中的镁元素含量应用中, 使用拟合后的Mg Ⅰ 285.2 nm谱线区域面积作为分析谱线强度, 以拟合的Si 288.2 nm谱线区域面积作为参考谱线强度, 使用内标法对镁元素含量进行了标定。 对比未拟合直接内标的方法, 该方法的标定确定系数（R2）由0.923提升至0.998, 均方根误差（RMSE）和平均相对误差（ARE）分别由0.96, 38.65%下降到0.16, 2.79%, 说明该方法使磷矿镁元素定量分析的整体测量准确性得到了有效的提升。

激光诱导击穿光谱（LIBS）定量分析中的自吸收效应不仅会降低谱线强度和增加线宽, 而且使定标结果饱和, 从而影响最终的分析精度。 为了消除该效应的影响, 提出了一种基于共振双线与非共振双线选择的自吸收免疫激光诱导击穿光谱（SAF-LIBS）技术, 通过比较所测谱线强度比值和理论强度比值来确定等离子体的光学薄时刻, 并使用共振线与非共振线来拓展元素含量的可测量范围。 该技术可以分为定标和定量两个分析过程, 其定标过程为： 计算待测元素的共振双线及非共振双线的理论强度比, 通过对比不同待测元素含量样品的共振双线及非共振双线在不同延时下的强度比和理论比, 确定等离子体的光学薄时刻； 使用一系列标准样品建立LIBS非共振线的单变量定标曲线； 利用准光学薄谱线建立共振线和非共振线的SAF-LIBS单变量分段定标曲线。 其定量分析过程为： 先用非共振线和LIBS定标曲线确定未知样品所属的含量分段, 再用准光学薄谱线以及与所属分段的共振或非共振SAF-LIBS定标曲线完成定量分析。 对Cu元素的单变量定标结果表明, 对于共振线, 最佳延时随着样品含Cu量的增加而增加, 且只有当含Cu量低于0.05%时, 才可能获得准光学薄的共振线, 而随着Cu含量的增加, 自吸收变得非常严重, 以至于无法获得光学薄的共振线； 对于非共振线, 当含Cu量在0.01%~30%范围内, 均可获得准光学薄的非共振谱线, 而当Cu含量大于50.7%时, 将无法在等离子体寿命期内捕获到光学薄谱线。 对Cu元素的定量分析结果表明, 基于共振双线与非共振双线的自吸收免疫LIBS技术可以有效地避免自吸收效应的影响, 各分段定标曲线的线性度均大于0.99, 对两个未知样品中Cu元素含量的绝对测量误差分别为0.01%和0.1%, 探测限达到了1.35×10-4%, 最大可测量范围拓展至50.7%。

研究钠氩(Na-Ar)混合物电离后产生的原子发射光谱的时间分辨特性。氩763.5 nm光谱强度随时间演变出现2个峰,第1个峰的衰减时间为(33.3±2.3) ns,激发态钠通过碰撞传能[(时间常数为(15.2±0.8) ns]将氩激发到2p6能级,再由该能级的粒子快速辐射形成第1个峰;第2个峰由氩离子与电子复合产生,其衰减过程包括快过程[(0.24±0.03) μs]和慢过程[(3.98±1.03) μs]。利用电子浓度随时间的演变关系分析了复合过程对衰减时间的影响机理,获得了电子浓度、电子温度随时间的演变关系。利用时间分辨光谱解释了钠双线辐射加宽差异的假象,其成因是Stark加宽后的氩588.9 nm谱线叠加在钠D2线上以及钠双线的自吸收。复合后,激发态氩原子的能级间隔较小,经过级联弛豫后,2p6能级粒子数的积累时间比钠3P能级更短,氩原子发射谱线的持续时间明显短于钠原子。