激光誘導擊穿光譜技術（LIBS）是一種基于原子發(fā)射光譜法的元素分析技術，在多元素分析、實時快速原位檢測等方面具有突出優(yōu)勢，并且在痕量物質定性定量分析領域具有重要的應用前景。目前該技術已在深空深海探測、地質勘探、生物醫(yī)藥，以及環(huán)境監(jiān)測等眾多領域得到廣泛應用。

深海礦產(chǎn)資源豐富。海洋資源的探測開發(fā)是世界礦產(chǎn)資源勘察開發(fā)的熱點。在深海資源探測方面，激光誘導擊穿光譜技術（LIBS）具有檢測速度快、無需對樣品進行預處理、實時原位、可應用于液體中等優(yōu)點。然而，在深海高壓水環(huán)境下，光譜信號較難被激發(fā)，LIBS探測的靈敏度受到影響。

中國科學院沈陽自動化研究所LIBS團隊提出在深海高壓水環(huán)境下營造氣體環(huán)境的方法，增強深海高壓水體中固體樣品的光譜信號，提升LIBS深海探測效果。相關研究成果以Study on laser-induced breakdown spectroscopy in high-pressure helium gas environment for deep ocean applications為題，發(fā)表在Talanta上。

在高壓水環(huán)境下，該研究利用探針將氦氣傳輸至固體樣品表面；進而氣體將樣品表面的水體排出，形成高壓氣體環(huán)境。研究分別在不同壓力下開展了LIBS特性研究。實驗證明，通入氦氣營造氣體環(huán)境的方法可有效增強LIBS信號，并在60MPa（對應深海6000m水體壓力）下獲得了有效的光譜數(shù)據(jù)。實驗結果顯示，提高激光能量和縮短激光在高壓氣體中的傳輸距離可以有效提高光譜信號強度，且與高壓水體環(huán)境中的結論不同。上述研究表明將水體環(huán)境變換為氣體環(huán)境的方法可以有效降低高壓水體對LIBS探測的影響，為深海礦物原位探測提供了新的解決方案。

深海激光誘導擊穿光譜實驗設備結構（圖片來源于沈陽自動化研究所）