激光诱导击穿光谱技术是一种基于原子或离子的发射光谱分析技术。利用光学元件将脉冲激光聚焦在样品表面进行烧蚀，激发后产生瞬态等离子体，通过收集、分析等离子体的发射光谱，实现对各种物理形态样品（气态、液态、固态）中的元素成分进行定性或定量分析[218]。在一些生物化学、微电子机械、血液分析等领域，因激光诱导击穿光谱技术损伤小、速度快而被广泛地采用。同时在激光微加工领域也取得了一定的研究成果，这是LIBS快速发展带来的成果[219]。在激光微通道加工过程中光斑半径大小是一个重要的影响因素，所以研究光斑半径在LIBS技术中的影响具有一定意义。Li等[220]分析了在纳秒脉冲激光下光斑半径对Cr等离子体在大气中膨胀动力学的影响。发现无论焦点在样品上面还是在样品下面，只要光斑半径近似相等就会有相似的膨胀动力学。Choi等[221]分析了光斑半径变化对Cu（In，Ga）Se2太阳能电池激光诱导击穿光谱的影响。目前对光斑半径在LIBS技术中影响的报道较少，在这些报道中只是对光斑半径在LIBS技术的影响做了定性分析，并没提出关于不同光斑下实现光学击穿的阈值理论。从理论上分析光斑半径所需要的阈值激光能量以及对光谱信号的影响，进而优化激光微加工质量与实验测量过程具有一定的理论与应用意义。
激光与物质的相互作用的机理比较复杂，学者们多集中在激光诱导击穿光谱技术对物质造成的损伤上[222，223]。当一束高功率密度的激光作用在物质表面时，物质表面被烧蚀、气化产生等离子体信号。一些学者根据激光诱导击穿光谱阈值理论得到不同实验条件下的击穿阈值模型，并对模型进行优化、修正。Cabalin等[222]通过实验分析了不同金属在纳秒脉冲激光下的击穿阈值。Li等[224]运用击穿模型，从固体材料损伤的电离机理、基于激光支持的爆轰波模型两个方面分析了微通道的形成机理。Gao等[225]研究了液体中光学击穿阈值模型，并经过实验分析了不同脉宽下的击穿阈值的变化关系。Fan[226]对飞秒击穿模型进行了修正，修正后的模型能够对故障进行建模，对小于10 ps的脉冲持续时间，可以在焦点区域中精确定位。本章为了研究激光诱导光学击穿能量阈值随光斑半径的变化关系，利用了雪崩击穿阈值理论得到了光学击穿阈值能量随光斑半径（1~30 μm）变化的理论数学模型，并对理论模型进行了数值模拟。通过实验分析验证了阈值激光能量随光斑半径的变化关系，并对理论阈值模型进行了修正，同时分析了光斑半径对光谱信号及电子密度的影响。(www.xing528.com)
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