激光痕量检验优化方案

在公安司法工作中，经常分析鉴定物质成分，确定物质结果，以便取得证据。对所获取的证据样品进行光谱分析是很重要的方法。但是，当获得的物证样品只是微量或痕量级时，用一般的光谱分析方法就难以进行，且得不到好的结果，这就需要用灵敏度很高的光谱仪器。激光器出现以后，特别是可调谐激光器出现以后，使光谱工作出现了突破。以激光器作激发光源的光谱仪，在分辨率和灵敏度的方面，比普通光谱仪有显著提高。

4.5.2.1　光谱仪的特点

所谓激光光谱就是以激光器作为激发光源研究物质的光谱特性。由于激光器有许多宝贵的特点，相应地，激光光谱也有许多特点。

（1）激发效率高

激光器输出的近乎平行的光束，可全部用于激发样品。一般光源向所有方向发射光，而可用的光功率只有很小一部分。激光谱线宽度很窄，可全部被相应的吸收带所吸收。一般光谱线很宽，有些光谱线不能被吸收。所以，总的来说，激光光源比一般光源激发效率高。

（2）可用显微光谱分析

由于激光光束是近乎平行的单色光束，可用消像差的透镜将激光束聚焦成5～100μ的光斑。在这样小的区域内，激光功率密度极高，可以对微米量级的任何物质进行光谱分析。

（3）分辨率和灵敏度高

利用选模技术，可以获得单模激光输出。单模激光的光子简并度极高，激光谱线宽度很窄。利用稳频技术，频率稳定度可达量级。用这样的激光作激发光，可以激发物质的原子能级的精细结构，获得超高分辨率光谱。例如激光拉曼光谱和激光饱和吸收光谱等都能获得超高分辨率。同时，由于激发光的单色高亮度，利用共振吸收和共振荧光方法，分析灵敏度极高。

（4）激发波长可随意选择(www.xing528.com)

可调谐激光器，准分子激光器，倍频器及参量振荡器等各种激光器的出现，使得输出激光波长随意可调。因此，可以根据样品物质的吸收带（线），选择对荧光线和拉曼线干扰最小的最佳激发波长，以获得最佳分辨率和灵敏度。激光声光光谱灵敏度可达PPb量级。

（5）可以研究瞬时超短过程

利用Q开关技术和锁模技术可以获得毫微秒到微微秒的激光脉冲。利用这种超短激光脉冲可对瞬时共振荧光，分子碰撞等快速过程进行研究，也可以对双光子和多光子荧光等非线性光谱进行研究。

（6）可以避免光分解和热分解

由于单色高亮度激光的选择性激发，可以保证溶液样品不至于引起光分解和热分解，因此也就保证不会有杂光谱干扰，从而保证了光谱分析的纯洁度。

由于以上特点，使得激光光谱在光谱学领域中占有越来越重要的地位。

4.5.2.2　激光微量光谱原理

激光微量光谱就是用激光器（例如红宝石激光器、钕玻璃激光器或液体激光器）代替普通发射光谱仪中的火花或电弧光源，并加上显微镜瞄准装置，所以有时也叫激光显微光谱。

这里主要利用激光的高亮度、方向性好、单色性好等特点，借助显微系统的物镜将激光束聚焦在样品表面欲分析点上，可在5～100μm的直径范围内获得极高的功率密度，产生几万度的高温，因此，任何难溶的物质都能被熔化以至汽化呈原子或离子状态的蒸汽云。当蒸汽云上升通过辅助电极时，由于辅助电极充有稍低于大气击穿的直流高压，于是辅助电极放电，使样品蒸汽激发，蒸汽云中的原子或者离子发出的光径—透镜聚焦在光谱仪的狭缝上，即可拍摄微小样品的光谱。