激光诱导击穿光谱（LIBS）具有快速、多元素同时实时分析、便于原位在线和远程测量等独特优势，被称为化学分析的“未来超级巨星”，在煤炭、电力、冶金、核能、环境、食品安全、外太空探测等领域都展现出巨大的应用潜力，对现代能源、绿色环保、先进制造、物联网等国家重大发展战略具有关键技术支撑作用，也是未来人工智能和大数据时代的重要技术组成。本书是以LIBS定量化为核心的首部专著，内容涵盖LIBS基础理论、仪器结构、等离子体诊断、光谱数据分析、场景应用等方面，并综述了最新的研究成果。主要内容包括：①LIBS基本原理及与定量化紧密相关的基础理论，在此基础上着重探讨等离子体演化、关键实验参数、光学系统设计等对定量化性能的影响；②LIBS不确定性和误差的产生机理和抑制措施；③LIBS定量技术方面的最新进展，包括机器学习、人工智能等先进算法以及这些算法如何与LIBS物理机理结合来提高定量化性能；④针对不同的应用场景，介绍了应用背景、样品特性、仪器优化设计、采制样系统、定量算法设计等在实际中需注意的问题，以及最新的工业应用与系统设计经验。本书可作为光谱分析相关科研人员和专业技术人员的参考书籍，也适用于光学工程、分析化学、光谱学等专业教学参考。

前辅文
第1章 导论
  1.1 LIBS基本原理和特点
  1.2 LIBS发展历程
  1.3 LIBS发展面临的核心问题
   1.3.1 技术原因
   1.3.2 非技术原因
  1.4 本书的撰写目的、内容和特色
  参考文献
第2章 激光诱导击穿光谱的基础理论
  2.1 激光诱导等离子体的特征
  2.2 激光诱导等离子体的产生机理
  2.3 激光与等离子体的相互作用
  2.4 激光诱导等离子体的光谱特性及演化
  2.5 环境因素对激光诱导等离子体的影响
  2.6 LIBS的定性及定量分析
   2.6.1 定性分析
   2.6.2 定量分析
   2.6.3 光谱分析的评价参数
   2.6.4 LIBS分析误差的来源
  2.7 激光诱导等离子体的参数诊断
   2.7.1 电子数密度
   2.7.2 等离子体激发温度
   2.7.3 电离率
  2.8 本章小结
  参考文献
第3章 激光诱导击穿光谱实验系统及硬件
  3.1 LIBS实验系统的硬件组成
  3.2 LIBS实验系统的类型
  3.3 硬件参数对LIBS测量的影响
   3.3.1 激光器
   3.3.2 光谱仪和探测器
   3.3.3 激光聚焦系统
   3.3.4 等离子体光采集系统
  3.4 本章小结
  参考文献
第4章 精确定量关键瓶颈及解决思路
  4.1 信号不确定性及基体效应对定量性能的影响
   4.1.1 信号不确定性及基体效应耦合作用机制
   4.1.2 信号不确定性及其影响补充说明
  4.2 信号不确定性的产生机理
  4.3 提高LIBS定量化性能的关键思路
  4.4 本章小结
  参考文献
第5章 环境气体的影响
  5.1 环境气体压强的影响
  5.2 环境气体温度的影响
  5.3 环境气体分子量的影响
  5.4 环境气体电离能的影响
  5.5 本章小结
  参考文献
第6章 自吸收效应
  6.1 引言
  6.2 自吸收的研究现状
  6.3 LIBS自吸收机理研究
   6.3.1 谱线属性与自吸收关系
   6.3.2 等离子体特征属性与自吸收关系
   6.3.3 自吸收量化评估
  6.4 自吸收表征及演化
   6.4.1 自吸收系数法
   6.4.2 光学深度系数法
  6.5 自吸收量化表征等离子体参数
   6.5.1 理论分析
   6.5.2 实验验证
   6.5.3 适用性及误差分析
  6.6 自吸收效应的消除
  6.7 本章小结
  参考文献
第7章 等离子体调制方法
  7.1 空间约束等离子体调制
   7.1.1 原理
   7.1.2 实验装置类型及主要方法
   7.1.3 空间约束对于光谱稳定性的影响
   7.1.4 空间约束对等离子体时空分布演变的影响规律
  7.2 磁约束等离子体调制
   7.2.1 原理
   7.2.2 实验装置类型及主要方法
   7.2.3 磁-空约束等离子体调制对等离子体时空演变的影响
  7.3 双脉冲等离子体调制
   7.3.1 原理
   7.3.2 主要装置类型及方法
   7.3.3 双脉冲等离子体调制机理
  7.4 火花放电等离子体调制
   7.4.1 简介
   7.4.2 主要类型及装置
  7.5 微波辅助等离子体调制
   7.5.1 原理
   7.5.2 实验装置
  7.6 其他LIBS等离子体调制技术
   7.6.1 纳米粒子辅助等离子体调制
   7.6.2 表面增强辅助等离子体调制
   7.6.3 气氛保护等离子体调制
   7.6.4 光束整形等离子休调制
  7.7 本章小结
  参考文献
第8章 光谱数据分析方法
  8.1 评价指标
   8.1.1 定性分析评价指标
   8.1.2 定量分析评价指标
  8.2 光谱预处理方法
   8.2.1 数据选择
   8.2.2 变量选择
   8.2.3 基线修正
   8.2.4 降噪
   8.2.5 归一化方法
   8.2.6 光谱标准化
  8.3 定性分析模型
   8.3.1 主成分分析
   8.3.2 K均值
   8.3.3 偏最小二乘判别分析
   8.3.4 线性判别分析
   8.3.5 支持向量机
   8.3.6 K最近邻
   8.3.7 人工神经网络
   8.3.8 典型半监督学习方法
  8.4 定量分析模型
   8.4.1 免定标模型
   8.4.2 定标模型
  8.5 本章小结
  参考文献
第9章 煤质分析应用
  9.1 LIBS煤质分析概述
   9.1.1 引言
   9.1.2 煤质检测技术
   9.1.3 LIBS应用于煤质分析的难点
   9.1.4 解决思路和方案
  9.2 LIBS在煤质分析中的应用
   9.2.1 发热量分析
   9.2.2 工业分析
   9.2.3 元素分析
   9.2.4 LIBS煤质分析仪
  9.3 本章小结
  参考文献
第10章 冶金与选矿应用
  10.1 引言
  10.2 固体金属合金离线分析
   10.2.1 钢
   10.2.2 铝合金
   10.2.3 其他合金
  10.3 熔融金属合金在线分析
   10.3.1 系统结构
   10.3.2 钢水成分在线分析
   10.3.3 铝水成分在线分析
  10.4 偏析与夹杂的显微分布分析
   10.4.1 分析原理
   10.4.2 系统结构
   10.4.3 应用案例
  10.5 废旧金属分类分选
   10.5.1 概述
   10.5.2 系统结构
   10.5.3 分类方法
   10.5.4 应用案例
  10.6 矿浆品位在线分析
   10.6.1 概述
   10.6.2 系统结构
   10.6.3 应用案例
  10.7 本章小结
  参考文献
第11章 水泥生料检测应用
  11.1 引言
  11.2 传统水泥生料检测方法
  11.3 LIBS水泥检测优势及应用
   11.3.1 LIBS检测优势
   11.3.2 LIBS检测水泥应用范围
   11.3.3 LIBS水泥检测挑战及解决措施
  11.4 检测方法技术
   11.4.1 元素分析
   11.4.2 检测精度优化
   11.4.3 数据优化
   11.4.4 在线检测装备研发
  11.5 本章小结
  参考文献
第12章 海洋应用
  12.1 引言
  12.2 LIBS分析的难点和问题
  12.3 解决思路和方案
  12.4 探测系统的设计
  12.5 本章小结
  参考文献
第13章 化生爆危险品检测应用
  13.1 引言
  13.2 现有化生爆危险品检测技术
  13.3 化生爆危险品LIBS检测的优势及面临挑战
   13.3.1 化生爆危险品LIBS检测优势
   13.3.2 LIBS检测危险品面临的挑战和解决措施
  13.4 检测方法技术和应用效果
   13.4.1 爆炸物检测
   13.4.2 化学危险品检测
   13.4.3 生物危险品检测
  13.5 本章小结
  参考文献
第14章 生物医学应用
  14.1 引言
  14.2 现有生物医学检测技术分析
  14.3 生物医学LIBS检测的优势及面临的挑战
  14.4 检测方法技术和应用效果
   14.4.1 疾病诊断
   14.4.2 元素分布成像
   14.4.3 元素测定
   14.4.4 术中指导与在线反馈
  14.5 本章小结
  参考文献
第15章 文化遗产应用
  15.1 引言
  15.2 文化遗产的特点及常用分析方法
  15.3 LIBS在文化遗产分析中的可行性
  15.4 文化遗产分析中的LIBS实验装置
  15.5 LIBS在文化遗产中的定性和定量分析
  15.6 LIBS在文化遗产中的应用
   15.6.1 颜料分析
   15.6.2 陶瓷、大理石、玻璃和地质相关文化遗产的分析
   15.6.3 金属类文物的分析
   15.6.4 生物遗骸的分析
   15.6.5 文物清洗
  15.7 本章小结
  参考文献
第16章 农业应用
  16.1 引言
  16.2 其他分析技术在农业生产应用中的现状
  16.3 LIBS技术在农业生产应用中的难点
  16.4 LIBS技术在农业生产中的实际应用
   16.4.1 环境类
   16.4.2 生命类
  16.5 本章小结
  参考文献
第17章 其他应用
  17.1 地质材料
   17.1.1 地球大气环境下的地质材料分析
   17.1.2 地外环境下的地质材料分析
  17.2 气溶胶
  17.3 聚合物
  17.4 同位素
  17.5 化妆品
  17.6 无机非金属材料
  17.7 本章小结
  参考文献
第18章 光谱联用技术
  18.1 引言
  18.2 LIBS与拉曼光谱技术联用
   18.2.1 拉曼光谱技术简介
   18.2.2 LIBS与拉曼光谱技术联用
   18.2.3 典型实验台架
   18.2.4 LIBS与拉曼光谱技术联用的应用及展望
  18.3 LIBS与激光诱导荧光光谱技术联用
   18.3.1 LIBS-LIF技术简介
   18.3.2 典型实验台架
   18.3.3 LIBS-LIF技术关键测量参数优化
   18.3.4 LIBS-LIF技术的应用及展望
  18.4 LIBS与红外光谱技术联用
   18.4.1 红外光谱技术简介
   18.4.2 红外分析仪
   18.4.3 LIBS与红外光谱联用的应用及展望
  18.5 LIBS与高光谱技术联用
   18.5.1 高光谱技术简介
   18.5.2 高光谱成像实验系统
   18.5.3 LIBS与高光谱技术联用的应用及展望
  18.6 LIBS与火花诱导击穿光谱技术联用
   18.6.1 火花诱导击穿光谱技术简介
   18.6.2 LIBS与电火花诱导击穿光谱技术联用
   18.6.3 典型实验台架
   18.6.4 LIBS与电火花诱导击穿光谱技术联用的应用及展望
  18.7 LIBS与分子同位素光谱技术联用
   18.7.1 LIBS检测同位素困境
   18.7.2 LIBS与分子同位素光谱技术联用
   18.7.3 典型实验台架
   18.7.4 LAMIS技术的应用及展望
  18.8 本章小结
  参考文献
第19章 结论与展望
索引
附图