介绍了自主研发的激光诱导击穿光谱技术(LIBS)煤质在线检测设备,可完成自动取样并带有自清洁系统,能实时对电厂输煤管道中 煤粉的C、Ca、Mg、Ti、Si、H、Al、Fe、S等元素进行自动定量分析并转化为工业分析(发热量和灰分)结 果。提出了飞灰含碳量在线检测成套方案并研制了自动采样及LIBS检测装置,建立了去除C线中Fe线的数 学方法,利用二阶多元非线性逆回归模型建立了定标方程来校正基底效应,获得了0.26%的C元素测量精 度。开发了便携式LIBS设备用于土壤污染物的现场检测,可对土壤中的重金属污染物进行快速的定性分析。

介绍了自主开发的LIBS谱线识别软件， 基于LabVIEW虚拟仪器开发平台， 利用二次微商和阈值判定对LIBS谱数据进行降噪、 寻峰， 并通过参考NIST原子光谱数据库， 确定了多种常见元素的特征波长， 可以自动识别元素谱线， 实现了对样品所含元素种类的定性分析。 该软件系统定性分析元素简单、 快捷， 具有一定的实用性及推广价值。

频率调制(FM)光谱技术中由于激光偏振态变化产生的残余幅度调制(RAM)使其在微量气体检测中的应用受到极大的限制。理论上详细分析了这一过程产生的原因，获得了存在RAM时FM光谱线型的表达式，同时给出N.C.Wong和J.L.Hall(W-H)方案抑制RAM后的FM光谱线型表达式；在实验上通过对乙炔气体的测量获得了存在RAM时的光谱线型，同时采用W-H方案对RAM进行了抑制，并获得了优化的光谱线型；最后基于理论结果对实验线型进行了拟合，两者差值小于信号峰峰值的4%。

为了使激光诱导击穿光谱(LIBS)实验装置中的多个关键参数达到最优化设置， 以便更好地服务于煤质分析， 实验中对这些参数与煤粉等离子体中待测元素发射谱线信噪比间的关系进行了详细研究， 并根据信噪比大小来进行最优化参数的选择。 实验结果表明， 对于本LIBS实验装置， 其最优化参数设置是将激光脉冲能量设为120 mJ·Pulse-1， 光谱仪的曝光延迟时间设为200 ns， 激光聚焦点位于样品表面以下3～5 mm， 样品池转速设为2.7 r·min-1， 并在激光出射光路中放置中心频率为1 064 nm的窄带滤波片和中心孔径为1.5 mm的光阑。 优化后的LIBS实验装置对煤粉中C元素测量的标准偏差(SD)由6.7%降至1.6%， 对其他微量元素测量的相对标准偏差(RSD)由28%降至10%， 测量精度得到了较大提高。

基于Hnsch-Couillaud（H-C）频率锁定技术，通过理论计算得到了用于实现激光到环形腔频率锁定的误差信号，并在实验上利用1583 nm激光与腔内含有KTP晶体的蝶形环形腔对激光到环形腔的频率锁定进行了实验研究，理论结果与实验结果相符。该方案与传统方法相比，大大简化了实验装置，而且操作方便灵活，可以广泛地应用到激光技术、污染气体检测等众多领域。