隨著材料檢測技術(shù)的不斷進步，LIBS(激光誘導擊穿光譜)技術(shù)因其無需樣品預處理、檢測速度快、適應性強等優(yōu)勢，在金屬冶煉、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測、考古鑒定等領域得到越來越廣泛的應用。但同時也有不少人對這種“利用激光打擊材料表面來激發(fā)等離子體進行分析”的技術(shù)存在顧慮，尤其是對人眼是否有傷害?對環(huán)境是否會造成污染?本文將從技術(shù)原理、安全性設計及實際使用情況等角度，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，在極短時間內(nèi)形成高溫等離子體，然后對其發(fā)射的特征光譜進行分析，從而獲得被測樣品元素組成的技術(shù)。

與傳統(tǒng)的化學分析不同，LIBS是一種非接觸、無污染、可實時檢測的光譜分析方法，能夠直接應用于固體、液體、甚至氣體樣品，尤其適合對不規(guī)則、異質(zhì)性強或難以采樣的對象進行快速識別。

激光是否對人眼有危害？

首先必須明確一點：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的，尤其對眼睛中的視網(wǎng)膜或角膜具有較高損傷風險。

不過，在實際應用中，合規(guī)的LIBS設備都會通過以下方式有效避免激光對人眼造成傷害：

密封式或屏蔽式設計

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

安全聯(lián)鎖系統(tǒng)

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

自動調(diào)焦和遠程激發(fā)

現(xiàn)代LIBS設備多采用自動聚焦系統(tǒng)或遠程探頭，實現(xiàn)操作人員與激光發(fā)射單元的物理隔離，從而降低風險。

操作規(guī)范與個人防護

在實驗室或工業(yè)現(xiàn)場使用時，操作者需佩戴專用的激光護目鏡，遵循操作手冊進行調(diào)試，進一步提升安全性。

簡而言之，在符合標準和操作規(guī)范的條件下，LIBS激光本身對人眼構(gòu)不成威脅。反之，只有在不當使用或設備無防護設計的前提下，才可能存在潛在危險。

LIBS技術(shù)對環(huán)境有影響嗎？

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

從實際運行來看，其環(huán)境影響可以從以下幾個方面進行判斷：

無化學試劑消耗

與傳統(tǒng)化學分析法(如ICP、AAS)相比，LIBS不使用酸、堿等化學試劑，避免了二次污染的可能性，對水體、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微小的坑洞，但實際燒蝕深度通常只有微米級甚至納米級，對大多數(shù)應用來說幾乎可以忽略不計。這使得它常被應用于文物、涂層或高價值樣品的無損分析中。

不會產(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雜反應，因此不會產(chǎn)生有毒或高污染氣體。

現(xiàn)場快速分析，減少樣品轉(zhuǎn)運

LIBS可以直接在野外、現(xiàn)場或流水線旁進行快速檢測，減少了樣品運輸、存儲等過程中可能的交叉污染或二次浪費，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

任何高能設備在原理層面都存在潛在風險，但只要設計合理、操作規(guī)范，風險就可以被有效控制。LIBS激光誘導光譜技術(shù)本身是一種物理分析方法，不使用任何化學試劑，對環(huán)境基本無害。對人眼的潛在影響也可以通過設備結(jié)構(gòu)、聯(lián)鎖保護和個人防護加以避免。

對于科研人員、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準的設備，并接受必要的激光安全培訓。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