等离子体发射光谱是研究托卡马克等离子体物理过程的重要诊断手段之一。边界等离子体中存在着复杂的原子分子物理过程, 部分较弱的粒子光谱信号混杂着大量噪声, 能否有效去除噪声、提高信号质量对后续利用其分析理解实验中相关物理过程具有重要意义。以仿真信号和真实托卡马克实验中钨原子光谱数据作为研究对象, 采用信噪比(SNR) 和均方根误差(RMSE) 作为滤波效果的评价依据, 对小波阈值去噪处理方法的去噪效果进行了研究。仿真实验对比分析表明: 选取 sym8 小波基、4 层小波分解、启发式阈值计算以及渐进半软阈值函数进行小波去噪时, 可获得最大信噪比 19.2166，最小均方根误差 0.0290。进而将这些最佳匹配参数应用于实测偏滤器钨原子光谱信号处理中, 也取得较好的去噪效果。结果表明: 小波阈值去噪能够有效地消除偏滤器钨原子光谱信号中的噪声, 同时较好地保留有用信号, 避免信号失真, 显著提高了信号质量。

为了确认偏振光谱技术对复杂Sm原子的适用性，本文采用双色两步共振激发技术和光电离探测技术对Sm原子偶宇称高激发态的光谱进行了研究。首先，通过两步激发将处于基态4f⁶6s²⁷F₀的Sm原子激发到偶宇称激发态（总角动量量子数J=0~2），并采用光电离技术对其进行探测；然后，通过对ππ、πσ、σ⁺σ⁺和σ⁺σ^-不同偏振组合下的光谱进行对比分析，利用偏振选择定则确定了三个偶宇称高激发态的总角动量量子数J；最后，通过改变两步线偏振激发光光振动方向的夹角，得到了光电离信号与该角度的关系，从而验证了偏振光谱技术对Sm原子的适用性。

原子光谱/元素质谱是元素分析的强有力手段, 其在生命分析领域的应用也越来越广泛。 在单细胞元素分析方面, 相关研究工作主要关注元素在单细胞中的分布和形态变化; 在元素标记策略分析领域, 利用原子光谱（atomic spectrometry, AS）和电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）实现对小分子、 核酸、 蛋白质等目标分析物的高灵敏检测是研究热点; 在金属药物分析领域, ICP-MS为研究金属药物在生物体中的摄入、 分布、 代谢和排泄等过程提供了便利, 也为进一步阐明药物作用机理以及金属药物的设计和改进提供了数据支持; 在生物元素成像领域, ICP-MS与激光剥蚀技术（laser ablation, LA）联用, 可以对生物样品进行原位分析和微区分析, 结合有机质谱实现元素相关生物过程的分子机制研究; 与相关分离方法联用, 原子光谱和元素质谱还可以对生物组织中元素进行形态分析, 研究其在相关过程中的生物转化过程。 本文从单细胞元素分析、 元素标签标记策略、 金属药物转运与代谢以及生物组织中元素分布分析等方面, 评述了原子光谱和ICP-MS在生命分析中的应用实例, 并对该领域的发展前景进行了展望。

原子光谱（atomic spectrometry, AS）技术作为分析领域一个重要的组成部分, 是尖端科学快速发展的助推器。 随着国家对高新技术的愈加重视, 国内的分析检测技术也在飞速发展, 原子光谱技术作的发展则成为了极其重要的推动力。 对中国原子光谱近4年（2015年—2018年）的研究成果与应用进展做了一个综述, 内容主要分为六大部分: 原子发射光谱（atomic emission spectrometry, AES）包括电感耦合等离子体发射光谱（inductively coupled plasma optical emission spectrometry, ICP-OES）, 辉光放电发射光谱（glow discharge optical emission spectrometry, GD-OES）, 介质阻挡放电发射光谱（dielectric barrier discharge optical emission spectrometry, DBD-OES）和激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectrometry, LIBS）; 原子吸收光谱（atomic absorption spectrometry, AAS）包括火焰原子化吸收光谱（flame atomic absorption spectrometry, FAAS）, 石墨炉原子化吸收光谱（graphite furnace atomic absorption spectrometry, GFAAS）和氢化物发生原子吸收光谱（hydride generation atomic absorption spectrometry, HGAAS）; 原子荧光光谱（atomic fluorescence spectrometry, AFS）; X射线荧光光谱（X-ray fluorescence spectrometry, XRF）; 元素质谱（elemental mass spectrometry, EMS）包括电感耦合等离子体质谱（inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS）, 辉光放电质谱（glow discharge mass spectrometry, GDMS）, 激光电离源质谱（laser ionization mass spectrometry, LIMS）和原子探针层析成像（atom probe tomography, APT）; 原子光谱分析的联用技术。 主要关注了各个技术及各种联用技术在仪器设备、 检测方法、 检测性能上的突破和创新, 并简要介绍它们在电子、 冶金、 地质、 环境、 制药、 食品、 生命科学等多种领域中的应用。

发动机机油中磨损元素在发动机正常运转中发挥着重要的作用, 对其进行实时检测可以预知事故的发生, 防止发动机进一步磨损, 因此实现机油中磨损元素的探测具有重要的应用价值。归纳了利用原子光谱对机油检测的关键问题, 指出了原子发射光谱技术中的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术和其它原子光谱技术在机油样品检测方面的研究进展, 讨论了各种技术的优缺点。介绍了LIBS技术在机油检测方面的优势, 引入了间接烧蚀LIBS技术。该技术不仅保存了LIBS技术本身的优势, 而且大大提高了检测灵敏度。用间接烧蚀LIBS技术探测机油中磨损元素, 具有巨大的应用前景, 对该技术的现场探测应用进行了展望。

基于原子发射双谱线测温原理, 提出了基于硅光电倍增管的光电测温系统, 介绍了该测温装置的结构及测温原理。基于原子光谱数据库选择Al I 690.6 nm和Al I 708.5 nm作为测温时的温标谱线, 通过光电测温计测量铝在纯氧中燃烧时的温度, 并将其与热电偶测量的温度进行对比。结果表明, 两种方法测得温度的平均相对误差为1.5%, 证明了基于原子发射双谱线测温技术的可行性。

介质阻挡放电因其体积小、 结构简单、 能耗低、 工作温度低、 样品解离/激发能力强等显著特点, 特别适合于分析仪器的微型化和便携化。 目前, 基于介质阻挡放电的原子化器或激发光源已成功应用于原子吸收光谱仪、 原子荧光光谱仪和原子发射光谱仪中, 促进了小型化原子光谱仪器的发展。 总结了介质阻挡放电技术在原子光谱领域内的研究进展, 着重阐述了介质阻挡放电-原子发射光谱系统在不同进样方式下的应用情况, 分析了每种进样方式的优缺点。 本文还对介质阻挡放电技术在诱导蒸气发生、 固体直接进样方面的新应用方向进行了评述。 虽然介质阻挡放电技术已在原子光谱领域内得到广泛的应用, 但其反应机理仍然不明确, 制约了其后续的拓展研究。

利用波长为1 064 nm, 最大能量为500 mJ的Nd∶YAG脉冲激光器在室温, 一个标准大气压下对Mg合金冲击, 改变激光能量, 得到相应的Mg等离子体特征谱线。 分析谱线, 发现谱线有不同的演化速率, 同时得到了MgⅠ, MgⅡ离子谱线, 证明此实验条件下, 激光能量足够Mg合金靶材充分电离。 选择了相对强度较大的MgⅠ 383.2 nm, MgⅠ 470.3 nm, MgⅠ 518.4 nm三条激发谱线, 利用这些发射谱线的相对强度计算了等离子体的电子温度, 激光能量为500 mJ时, 等离子体温度为1.63×104 K。 实验结果表明: 在本实验条件下, Mg原子可以得到充分激发； 在200～500 mJ激光能量范围内, 等离子体温度随着激光能量的降低而衰减, 在350～500 mJ激光能量范围内的等离子体温度随激光能量的变化速度十分明显, 200～350 mJ时等离子体温度变化速度迅速减缓； 激光能量为300 mJ时, 谱线相对强度明显减弱, 低于350和250 mJ的谱线相对强度, 不符合谱线相对强度会随着激光能量提高而上升的变化趋势, 证明发生了等离子体屏蔽现象, 高功率激光产生的等离子体隔断了激光与材料之间的耦合。 此时的等离子体温度明显升高, 不符合变化趋势, 这是由于在发生等离子体屏蔽现象时, 激光能量被等离子体吸收, 导致等离子体温度上升。