激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术不仅可以对导体及非导体进行元素的成分含量分析, 而且还可进行元素分布及涂层深度表面微区分析, 故在元素分析领域引起广泛的关注。主要介绍了LA-ICP-MS的仪器装置及其表面微区分析理论, 同时对LA-ICP-MS在钢铁、 有色金属及半导体等材料科学领域中的元素分布及涂层深度表面微区分析应用进展情况进行回顾, 与SEM/EDS(扫描电子显微镜/能谱仪)、 EPMA(电子探针微区分析)、 AES(俄歇电子能谱)等传统经典的表面分析方法的比较, LA-ICP-MS具有无需或很少样品制备、 空间分辨率可调、 多元素同时分析及灵敏度高等优点, 目前LA-ICP-MS已成为这些经典表面微区分析工具强有力的补充。随着LA-ICP-MS分析技术进一步的发展与成熟, 相信不久的将来越来越多的元素分析工作者会使用这一强有力的分析工具, 它像LIBS(激光诱导击穿光谱)一样, 将会成为元素分析领域非常耀眼的一颗新星。

经典判断钢铁样品是否存在偏析带方法有金相显微及硫印方法, 其缺点在于分析速度慢, 且无法提供元素的含量分布信息。 文中在最佳实验条件下, 采用激光诱导击穿光谱(LIBS), 在空间横向分辨率约为100 μm左右对两块钢铁中低合金板坯及均匀样品扫描分析, 在建立校准曲线的基础上, 将元素强度二维分布转化为含量二维分布。 研究表明, 编号为86#样品C, Si, Mn, P, S及Cu等元素存在明显的偏析, 编号为174#样品C, Si, P, Ti等元素存在明显的偏析, 并对偏析带的宽度进行估算, 其偏析带的位置及宽度与金相显微分析方法相吻合。 对均匀样品扫描分析, C, Si, Mn, P, S等元素均匀分布, 不存在偏析带, 通过元素强度或含量二维分布图可间接反映样品的均匀性。 与传统的金相分析方法相比较, LIBS不仅可快速准确体现样品偏析带位置及宽度, 而且还可同时提供元素含量分布(如C, Si, Mn, P, S等元素)等方面的信息。 此方法可用于快速对钢铁样品是否存在偏析带及其宽度进行表怔, 从而为钢铁冶炼工艺的改进提供理论依据。

传统经典的镀层分析方法分析速度慢, 对于不规则镀层样品较难分析, 文中在最佳分析条件下, 采用激光诱导击穿光谱法对两块不规则未知镀层样品进行分析, 镀层分析曲线表明, 两块未知镀层样品采用渗锌工艺制备而成, 镀层表面的锌、 铁元素是主量元素, 　少量的铬起钝化作用, 镀层界面下则是中低合金钢, 用一套中低合金钢标准样品建立校准曲线, 准确分析了镀层界面下中低合金钢的化学成分及Cr和Mo元素在镀层表面的含量变化情况, 从而对未知不规则镀层样品的化学成分有一个深入的了解。

激光诱导击穿光谱作为表面分析工具是近十年发展起来的， 对表面分析基础理论、 仪器装置及其在材料科学领域中的应用进行详细的综述。 重点阐述了激光诱导击穿光谱在国内外冶金、 半导体、 电子等材料科学领域中的元素分布分析及镀层分析应用进展， 指出激光束单个脉冲能量、 环境气体及气压、 激光束能量分布等参数对分辨率的影响， 同时指出在兼顾灵敏度的前提下提高分辨率的途径。 与传统经典表面分析工具相比较具有扫描面积大、 分析速度快及样品导电与否均可分析等优点， 成为传统表面分析工具的有力补充。

根据脉冲测距基本方程和脉 冲激光精密测距系统对精度和距离的要求, 推导了半导体激光光源的设计指标。采用数字电路和模拟电路相结合的方式, 利用ZTX415的开关特性设计了一款窄脉宽、大电流的半导体激光器驱动电路；采用半圆截面柱透镜组对半导体激光光束进行整形, 计算了最佳的光学系统参数, 取得了比较好的整形效果。