华中科大LIBS团队:LIBS应用及仪器化研究

　　一、华中科技大学LIBS团队风采

　　华中科技大学LIBS团队（武汉光电国家研究中心LIBS团队），主要成员包括曾晓雁教授、李祥友教授、郭连波副教授，还包括博士后1人、博硕士研究生36人、工程师2人，已毕业博士7人、硕士19人。团队主要致力于LIBS检测新技术的理论、实验、应用和仪器化研究。重点研究LIBS分析性能的改善新方法、技术和算法，在等离子体光谱增强、物质分类、微区分析及仪器化研究等方面形成研究特色。

图1. 华中科技大学LIBS团队合影

　　LIBS技术因其能够快速、实时、原位、全元素分析等优点而受到广泛关注。然而，光谱分析过程中存在的谱线干扰、自吸收效应和基体效应等因素一直影响着其定性、定量分析功能，使得LIBS仪器难于实现真正应用。针对这一现状，本团队开展了以下方向研究：

　　（1）理论研究：主要研究激光诱导等离子体发射光谱增强、光谱干扰、自吸收和基体效应问题的解决，进一步改善LIBS定量分析精准度、灵敏度和重复性；

　　（2）应用研究：致力于推动激光探针快速检测在工业、农业、环保和食品安全等方面的研究，主要包括金属、矿石、土壤、塑料、液体和生物成分的快速检测；

　　（3）仪器化研究：研究开发系列LIBS仪器设备，开发LIBS光谱分析软件。

　　二、相关研究成果及研究最新进展

　　自2010年以来，团队承担了国家重大科学仪器设备开发专项1项，国家自然科学基金面上项目2项，在国内外知名杂志上发表SCI论文70余篇，申请发明专利30余项，其中国际专利3项，国内发明授权10余项。与武汉新瑞达激光、攀钢集团、北方重工、首都航天、中科院金属、胜利油田所等单位开展工业应用和仪器化的合作研究。目前，已与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制出桌面式、移动式、手提式等系列LIBS仪器（图2），自主开发了LIBS仪器一体化控制与分析软件LIBSystem，相关产品已在国内多家单位形成应用和销售。

图2. 团队与武汉新瑞达激光工程有限责任公司联合研制的系列LIBS仪器

　　团队研制了国际上独有的基于激光诱导荧光辅助LIBS技术的宏观与微观分析仪器，最小分析线宽达到3 μm，检测极限可达亚ppm量级，单次定量分析时间可控制在5秒以内，常见元素分析相对误差可控制在5%左右。

图3. 移动式LIBS仪器在工业现场对大口径厚壁钢管进行检测

图4. 手提式LIBS仪器在全国第十三届中国研究生电子设计竞赛中获全国总决赛二等奖和华中赛区一等奖

图5. 新型手提式LIBS仪器野外测试

图6. 已销售的台式LIBS仪器