LIBS应用之 | 稀土元素检测

稀土，作为航空航天、武器制造、核工业、电子信息等高科技领域的 “工业维生素”，是我国不可或缺的战略储备资源。其检测精度直接影响资源开发效率、产业应用质量乃至国家战略资源安全。

激光诱导击穿光谱法（LIBS）是一种基于激光与物质相互作用的光谱分析技术。高能激光脉冲聚焦到样品表面，瞬间产生高温等离子体，等离子体冷却时发射出特征光谱。通过分析这些光谱，可以确定样品中的元素组成及含量。

设备搭建示意图

徐智帅等在《量子电子学报》期刊发表了题目为《基于 LIBS 与多元线性定标的稀土元素检测研究》的文章，使用由如海光电提供的LIBS系统测试稀土样品，实验所选取的各元素特征谱线如图1所示，La、Gd、Y和Yb元素各选三条强度较高的特征谱线。

图1选取的La (a)、Gd (b)、Y (c)、Yb (d)特征谱线

实验按照各元素特征谱线的单元线性回归相关系数 (R2) 依次进行多元线性回归，编号1~15号的样品将用于构建多元线性定标模型, 编号16~20的样品将用于验证该模型预测准确性。表1为各多元线性回归模型所用元素谱线。

表1 多元线性回归谱线选择

对每个样品采集8幅光谱, 每幅光谱为20个激光脉冲测量光谱的平均, 其中La元素单元至标模型的预测值与参考值间的线性关系如图2所示。从图中可以看出, La元素的多元线性定标模型随着元的增多, 其相关系数R2从一元时的0.942逐步增高到三元时的0.984。

图2  La元素LIBS预测值与参考值的关系