电弧放电辅助激光诱导击穿光谱(AD-LIBS)技术实现光谱信号增强研究

来自国内的研究人员开发了一种电弧放电辅助激光诱导击穿光谱(AD-LIBS)技术，系统研究了纳秒(ns)与飞秒(fs)激光模式下电弧放电对硅等离子体光谱强度、电子密度、等离子体温度和信噪比(SNR)的增强效应。结果表明该技术显著提升了LIBS检测灵敏度，为高精度光谱分析提供了新方案。

　　

本研究开发了一种电弧放电辅助激光诱导击穿光谱(AD-LIBS)创新技术，用于探究电弧放电对硅(Si)等离子体光谱增强的影响机制。研究重点比较了纳秒(ns)和飞秒(fs)两种激光模式下，不同激光能量对光谱强度、电子密度、等离子体温度及信噪比(SNR)的差异化影响。该电弧放电装置具有结构简洁、成本低廉和安全可靠的特点，展现出良好的应用前景。

实验数据表明，AD-LIBS技术在ns-LIBS和fs-LIBS模式下均能显著提升光谱强度与信噪比(SNR)。特别值得注意的是，在fs-LIBS低能量区间，电弧放电带来的信噪比提升效果尤为显著。随着激光能量增加，采用电弧放电的实验组比传统LIBS装置呈现出更高的电子密度和等离子体温度，且fs-LIBS模式的等离子体温度略高于ns-LIBS模式。

研究还对比分析了有无电弧放电辅助条件下，纳秒与飞秒激光烧蚀区域的形貌特征。这些发现充分证明，电弧放电的引入能有效提升LIBS技术的检测灵敏度，为实现高精度、高灵敏度的光谱分析开辟了新路径。