隨著材料檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，LIBS(激光誘導(dǎo)擊穿光譜)技術(shù)因其無需樣品預(yù)處理、檢測速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，在金屬冶煉、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測、考古鑒定等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但同時(shí)也有不少人對(duì)這種“利用激光打擊材料表面來激發(fā)等離子體進(jìn)行分析”的技術(shù)存在顧慮，尤其是對(duì)人眼是否有傷害?對(duì)環(huán)境是否會(huì)造成污染?本文將從技術(shù)原理、安全性設(shè)計(jì)及實(shí)際使用情況等角度，系統(tǒng)分

析LIBS技術(shù)的安全性問題。

什么是LIBS技術(shù)？

LIBS，全稱Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，即激光誘導(dǎo)擊穿光譜，是一種利用高能激光束聚焦于材料表面，在極短時(shí)間內(nèi)形成高溫等離子體，然后對(duì)其發(fā)射的特征光譜進(jìn)行分析，從而獲得被測樣品元素組成的技術(shù)。

與傳統(tǒng)的化學(xué)分析不同，LIBS是一種非接觸、無污染、可實(shí)時(shí)檢測的光譜分析方法，能夠直接應(yīng)用于固體、液體、甚至氣體樣品，尤其適合對(duì)不規(guī)則、異質(zhì)性強(qiáng)或難以采樣的對(duì)象進(jìn)行快速識(shí)別。

激光是否對(duì)人眼有危害？

首先必須明確一點(diǎn)：激光本身是一種高能定向光源，根據(jù)波長和功率不同，其對(duì)人體的影響也不同。用于LIBS系統(tǒng)中的激光通常是脈沖激光，一般波長在1064nm(近紅外)或532nm(可見綠光)等范圍，屬于三類或四類激光。這類激光在裸眼接觸下是有潛在危險(xiǎn)的，尤其對(duì)眼睛中的視網(wǎng)膜或角膜具有較高損傷風(fēng)險(xiǎn)。

不過，在實(shí)際應(yīng)用中，合規(guī)的LIBS設(shè)備都會(huì)通過以下方式有效避免激光對(duì)人眼造成傷害：

密封式或屏蔽式設(shè)計(jì)

絕大多數(shù)商用LIBS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)采用全封閉結(jié)構(gòu)，激光發(fā)射及樣品打擊區(qū)域都被嚴(yán)密封裝，避免光束逸出。

安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

設(shè)備通常配有門控聯(lián)鎖裝置，只要艙門未關(guān)閉，激光器無法啟動(dòng)。這種設(shè)計(jì)能防止誤操作導(dǎo)致的意外照射。

自動(dòng)調(diào)焦和遠(yuǎn)程激發(fā)

現(xiàn)代LIBS設(shè)備多采用自動(dòng)聚焦系統(tǒng)或遠(yuǎn)程探頭，實(shí)現(xiàn)操作人員與激光發(fā)射單元的物理隔離，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。

操作規(guī)范與個(gè)人防護(hù)

在實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)現(xiàn)場使用時(shí)，操作者需佩戴專用的激光護(hù)目鏡，遵循操作手冊(cè)進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)一步提升安全性。

簡而言之，在符合標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范的條件下，LIBS激光本身對(duì)人眼構(gòu)不成威脅。反之，只有在不當(dāng)使用或設(shè)備無防護(hù)設(shè)計(jì)的前提下，才可能存在潛在危險(xiǎn)。

LIBS技術(shù)對(duì)環(huán)境有影響嗎？

LIBS技術(shù)在使用過程中會(huì)產(chǎn)生微小的等離子體火花，同時(shí)伴有極短時(shí)間的高溫氣化過程。那么，這一過程是否會(huì)對(duì)環(huán)境或樣品造成污染?

從實(shí)際運(yùn)行來看，其環(huán)境影響可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行判斷：

無化學(xué)試劑消耗

與傳統(tǒng)化學(xué)分析法(如ICP、AAS)相比，LIBS不使用酸、堿等化學(xué)試劑，避免了二次污染的可能性，對(duì)水體、大氣和土壤友好。

樣品損傷極小

雖然LIBS是利用激光在樣品表面燒蝕出一個(gè)微小的坑洞，但實(shí)際燒蝕深度通常只有微米級(jí)甚至納米級(jí)，對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來說幾乎可以忽略不計(jì)。這使得它常被應(yīng)用于文物、涂層或高價(jià)值樣品的無損分析中。

不會(huì)產(chǎn)生有害氣體

LIBS在空氣中或惰性氣體環(huán)境下激發(fā)等離子體，不涉及高溫裂解或復(fù)雜反應(yīng)，因此不會(huì)產(chǎn)生有毒或高污染氣體。

現(xiàn)場快速分析，減少樣品轉(zhuǎn)運(yùn)

LIBS可以直接在野外、現(xiàn)場或流水線旁進(jìn)行快速檢測，減少了樣品運(yùn)輸、存儲(chǔ)等過程中可能的交叉污染或二次浪費(fèi)，反而有利于綠色檢測。

因此，從環(huán)境友好角度來看，LIBS是一種“干凈”的檢測技術(shù)，適合替代傳統(tǒng)的污染型分析手段，尤其在需要綠色制造、環(huán)保監(jiān)管等場景下具有明顯優(yōu)勢。

總結(jié)：安全性可控，前提是規(guī)范使用

任何高能設(shè)備在原理層面都存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，但只要設(shè)計(jì)合理、操作規(guī)范，風(fēng)險(xiǎn)就可以被有效控制。LIBS激光誘導(dǎo)光譜技術(shù)本身是一種物理分析方法，不使用任何化學(xué)試劑，對(duì)環(huán)境基本無害。對(duì)人眼的潛在影響也可以通過設(shè)備結(jié)構(gòu)、聯(lián)鎖保護(hù)和個(gè)人防護(hù)加以避免。

對(duì)于科研人員、技術(shù)人員或企業(yè)用戶來說，關(guān)鍵在于選擇符合安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，并接受必要的激光安全培訓(xùn)。只要做到規(guī)范使用，LIBS就是一種高效、安全、環(huán)保的現(xiàn)代材料分析手段。

審核編輯 黃宇