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共线双脉冲及单脉冲激光诱导击穿光谱技术对土壤中营养元素检测对比研究
共线双脉冲及单脉冲激光诱导击穿光谱技术对土壤中营养元素检测对比研究
摘要：
土壤中的营养元素含量对农作物的生长发育具有重要影响。因此，准确快速地检测土壤中的营养元素含量对于农作物的管理和肥料施用具有重要意义。本文针对共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术（CD-LIBS）和单脉冲激光诱导击穿光谱技术（S-LIBS）在土壤中营养元素检测方面的应用进行了比较研究，并探讨了它们的优缺点以及适用范围。研究结果表明，CD-LIBS和S-LIBS技术在土壤中营养元素检测方面都具有一定的优势，但也存在各自的局限性。因此，在实际应用中，根据具体需求选择适合的技术进行土壤中营养元素的检测是非常重要的。
关键词：共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术、单脉冲激光诱导击穿光谱技术、营养元素、检测
1.引言
土壤中的营养元素含量是评估土壤肥力和农作物生产能力的重要指标之一。传统的土壤营养元素检测方法通常耗时、操作复杂且成本较高。近年来，激光诱导击穿光谱技术（Laser-InducedBreakdownSpectroscopy,LIBS）由于其快速、非破坏性、无需样品前处理等特点，成为一种潜力巨大的土壤营养元素检测方法。
2.共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术（CD-LIBS）
共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术是在传统LIBS技术基础上的一种改进方法。该技术采用两个紧密排列的Nd:YAG激光器，一个用于产生等离子体，另一个用于探测等离子体产生的光谱信号。由于共线双脉冲激光的作用，该技术能够提高样品中营养元素的检测灵敏度和准确度。
3.单脉冲激光诱导击穿光谱技术（S-LIBS）
单脉冲激光诱导击穿光谱技术是传统LIBS技术中最常用的一种方法。该技术使用一台单脉冲激光器，通过激光辐照样品产生等离子体，并利用产生的光谱信号进行元素的分析和检测。单脉冲激光诱导击穿光谱技术具有操作简单、成本较低的优点。
4.共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术与单脉冲激光诱导击穿光谱技术的对比研究
4.1检测灵敏度
共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术的检测灵敏度较高，能够检测到低浓度的营养元素。而单脉冲激光诱导击穿光谱技术的检测灵敏度相对较低，在低浓度的元素检测中可能存在一定的限制。
4.2抗干扰能力
共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术由于其采用两个紧密排列的激光器，能够在检测过程中消除一部分干扰光信号，提高抗干扰能力。而单脉冲激光诱导击穿光谱技术相对较弱，对干扰光信号的抑制能力较差。
4.3样品处理
共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术和单脉冲激光诱导击穿光谱技术都不需要对样品进行特殊处理，减少了实验操作的复杂性。但总体而言，单脉冲激光诱导击穿光谱技术更加简便易行，适用于快速实时的营养元素检测。
5.结论
通过对共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术和单脉冲激光诱导击穿光谱技术在土壤中营养元素检测方面的比较研究，我们发现两种技术都具有一定的优势和局限性。共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术具有高灵敏度和较强的抗干扰能力，适合于对低浓度元素的检测。而单脉冲激光诱导击穿光谱技术则操作简单，成本较低，适合于快速实时的营养元素检测。在实际应用中，根据具体需求选择适合的技术进行土壤中营养元素的检测是非常重要的。
参考文献：
1.曲中华.共线双脉冲LIBS技术研究进展[J].激光与光电子学进展,2019,56(2):020203.
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