激光与光谱技术
激光诱导荧光光谱技术
Байду номын сангаас
主要问题
1 目前不常检测的物种，其荧光分离需要一定的光谱基础； 2 对于浓度在ppm级以下的物质荧光可能较弱； 3 对自由基的绝对浓度测量，需要仔细的标定； 4 对激光器的要求较高，维护昂贵； 5 测量系统较复杂。
简介
激光特性 1 激光参数可以精确控制 2 激光的方向性、单色性好 3 激光的相干性好、强度大 4 产生荧光信号信噪比高
原理
让一束激光通过检测区域，调节激光波长，当激光光子的 能量（与激光的波长相关）等于检测区域某种组分分子的某两 个特定能级之间的能量之差时，该分子会吸收光子能量跃迁至 高能态。
应用
(4)痕量分析
LIF是一种高灵敏度的检测方法，广泛应用于原子
与分子的痕量检测,在激光激发下，原子所发出的荧光
强度IF与入射光强度I0和单位体积中处于基态的原子数
目N成正比：
摩尔消光系数
IF ΦF AI0m L N
荧光量子产额 有效照射面积
吸收长度
在检测中如保持入射光强度I0和单位体积中原子数目 N不变，则可以通过荧光强度来确定样品中被测元素 的含量。
系统组成
图1 激光诱导荧光光谱系统结构图
突出优点
高分辨率 相应时间快 灵敏度高 干扰小 测温范围宽
可达到微米量级。
时间分辨最高可达纳秒量级，可对自由基等瞬 态物质寿命进行检测。
探测下限可达106个粒子/cm3，浓度检测最低可 达10-13mol/L。
通过激光激发，而不涉及接触式的探针等器件， 对等离子体，燃烧等干扰相对较小。
应用
(4)痕量分析
激光诱导荧光光谱技术
应用
(3)燃烧系统中的应用
测量温度、粒子浓度等。LIF方法在火焰中粒子 浓度的测量包括： ① 瞬态自由基粒子的测量。瞬态自由基是燃烧中的 反应中间体，如OH等。 ② 污染粒子测量，用于对污染物的控制与排放，常 见的污染粒子有NO、CO、NO2、SO2等分子， LIF方法的空间与时间的分辨测量有助于深入理解 燃烧过程中这些粒子形成的机理。 ③ 金属粒子的测量，如Na、K、NaS等。
No. 11
应用
(2)水质监测
LIF 遥测系统以355 nm 激发波长的Nd-YAG晶体激 光器为激发光源, 脉冲宽度4 ns , 重复频率10Hz 。脉冲 激光通过卡塞格伦望远镜射入待测水体, 后向散射的荧光 进入望远镜, 使用光纤分为两路, 一路通过干涉滤光片, 光电倍增管测量作为水拉曼光强度, 另一路通过安装有中 心波长为355 、450 和685 nm 三块干涉滤光片的转轮, 以光电倍增管测量瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度。测得的瑞利散射光、DOM 荧光和叶绿素a 荧光强度以水拉曼光强度进行归一化, 记为瑞利散射因子、 DOM 荧光因子和叶绿素a 荧光因子, 分别与水体浊度、 DOM 浓度和叶绿素a 浓度成线性正相关。
光学组件：光路调整，光路转换，过滤杂散光等作用。
样品池：气体密闭池、液体池。窗口与光路上不产生激发光的散射，
窗口与池壁不产生荧光、样品池的窗口通常作成布儒斯特角。
光电探测器：光电倍增管、光电二极管、电荷耦合器件CCD等。
信号处理模块：信号采集、分析、显示和处理, 根据信号控制激光
器、检测光路和光电探测器等模块, 实现在线分析、处理和信号优化。
处于高能态的分子不稳定，在一定时间内它会从高能态返 回到基态。在此过程中，分子会通过自发辐射释放能量发光而 产生荧光，这就是激光诱导荧光。
激光光声光谱技术
激光光声光谱检测技术激光光声光谱技术作为一种高灵敏度的微量气体检测技术历史已经超过30年，几乎同红外气体检测技术一样长。
这两种检测技术的共同点都是利用气体分子吸收红外线的特性，二者的区别在于光源。
红外检测技术是利用红外线做光源，是广谱的光源，即使经过滤光片依然是广谱的光源，所以红外气体传感器的选择性差灵敏度低。
激光光声光谱技术采用激光器做光源，是单一频率的光源，光源的频率可以和气体分子的吸收频率一致，所以激光光声光谱技术的特点是选择性好灵敏度高。
一、激光光声光谱气体检测技术原理光声气体检测原理是利用气体吸收一强度随时间变化的光束而被加热时所引起的一系列声效应。
当某个气体分子吸收一频率为ν的光子后，从基态E0跃迁到激发态E1，则两能量级的能量差为E1-E0=hv。
受激气体分子与气体中任何一分子相碰撞，经过无辐射驰豫过程而转变为相撞的两个分子的平均动能(既加热)，通过这种方式释放能量从尔返回基态。
气体通过这种无辐射的驰豫过程把吸收的光能部分地或全部的转换成热能而被加热。
如果入射光强度调制的频率小于该驰豫过程的驰豫频率，则这光强的调制就会在气体中产生相应的温度调制。
根据气体定律,封闭在光声腔内的气体温度就会产生与光强调制频率相同的周期性起伏。
也就是说,强度时变的光束在气体试样内激发出相应的声波,用传声器便可直接检测该信号。
气体光声检测系统通常由激光器(或普通单色光源)、调制器(使光束作强度调制,例如机械切光器、电光调制器等)、充有被测吸收气体和装有检测传声器的光声腔以及信号采集处理系统组成。
利用光声原理实现的气体检测技术是基于气体的特征红外吸收,间接测量气体吸收的能量，因此测量灵敏度高，检测极限低，切不存在传感器老化的问题。
1971年Kreuzer从理论上分析利用染料激光器和高灵敏度穿声器的光声技术的检测极限达到10-12数量级，比传统的红外光谱仪灵敏度高104倍。
二、LLD-100型高灵敏度快速响应的SF6定量检漏仪SF6气体泄漏检测仪一般都要求体积小、重量轻、用电池供电以适合电力系统现场使用，但激光光声光谱气体技术中所需要的激光器一般体积都很大、功率消耗也很大，所以制造出的仪器体积庞大而且需要交流电供电，不适合电力系统现场使用。
超快激光光谱技术的原理与应用
超快激光光谱技术的原理与应用激光技术一直以来都是科学与技术领域中备受瞩目的技术，它的应用范围很广，如医学、化学、物理等领域，而激光光谱技术则是激光技术中的一个非常重要的分支，它能够帮助科学家们发现物质的本质和作用。
其中，超快激光光谱技术则是近年来备受关注的一种新型光谱技术，它具有分辨率高、灵敏度高、快速性等优势，被广泛应用于化学催化、生物分子、材料科学等领域。
本文将对超快激光光谱技术的原理及应用进行介绍。
一、超快激光光谱技术的原理超快激光光谱技术是一种基于激光技术的光谱分析方法，它可以观察到物质分子在短时刻内的动力学变化以及分子内部的振动/转动、电子/电离过程等。
它利用超快激光脉冲去激发分子，然后通过检测产生的激发态中发射出来的光子的波长和强度来研究完整的分子结构和动力学行为。
超快激光光谱技术的原理是利用激光脉冲的能量作用于样品产生电子激发或振动/转动激发，引起物质发射出较短的时间内的发光信号。
短脉冲时间可以达到几百飞秒、毫秒和纳秒，非常快，使分子中发生的各种过程都可以被成功探测到。
当样品物质在激光场作用下发射出的光通过激光光谱学的方法分析时，可以得到各种分子内部振动、转动、电子乃至离子过程的信息。
二、超快激光光谱技术的应用超快激光光谱技术已经被广泛应用于化学催化、生物分子、材料科学等领域。
以下是几个常见的应用：1、化学催化超快激光光谱技术在化学催化方面的应用比较广泛，它可以帮助我们研究催化反应的中间体，观察反应过程，探究催化体系的结构和活性中心。
2、生物分子超快激光光谱技术在生物分子方面的应用可以帮助我们探究生物大分子的内部结构和动力学过程，如DNA、RNA、蛋白质等的结构、振动、转动等。
3、材料科学超快激光光谱技术在材料科学方面的应用可以帮助我们研究新型材料的合成、结构和性质，如半导体、金属等材料。
三、超快激光光谱技术的未来发展虽然超快激光光谱技术在科学和工业领域中的应用已经非常广泛，但其还有很大的发展潜力。
超快激光光谱学的原理与技术
超快激光光谱学的原理与技术超快激光光谱学（Ultrafast Laser Spectroscopy）是一种利用超快激光技术来研究物质的光学和电子过程的分析方法。
它通过测量物质对短脉冲激光的响应来获得信息，可以提供非常高的时间分辨率以及精确的光谱特性。
本文将介绍超快激光光谱学的原理和常用的技术。
超快激光的原理主要基于激光脉冲的特性。
超快激光是指激光脉冲的时间尺度在飞秒（10^-15秒）或皮秒（10^-12秒）级别，这使得我们能够观察和研究材料中发生的非常快的过程。
超快激光通常由飞秒激光器产生，其光谱范围可以覆盖从紫外到红外的波长。
超快激光光谱学的核心技术是时间分辨光谱测量。
其中最基本的方法是通过脉冲延迟线来控制两个光束之间的时间差，并利用这个时间差来研究样品对光的响应。
这种方法称为傅里叶变换光学相干光谱学（FT-CARS）。
在实验过程中，我们通常将样品暴露在一个脉冲激光束中，并在另一个激光束中引入一个延迟。
然后，通过探测两束光的相互作用，我们可以测量样品中的光谱特征。
1.傅里叶变换红外光谱学（FTIR）：通过将样品暴露在一个连续的宽带红外光源下，并测量样品在不同频率上的吸收或散射，来获得材料的红外光谱信息。
这种方法可以提供非常高的分辨率和灵敏度，并且可以用于研究材料的振动和转动运动。
2. 顺应性光谱学（Transient Absorption Spectroscopy）：通过测量材料对短脉冲激光的吸收或透射来研究光吸收过程。
当样品吸收光子并进入激发态时，会出现吸收峰或谱线。
通过测量光线通过样品前后的强度差异，可以获得激发态的寿命、能级结构和激发态之间的相互作用等信息。
3. 闪烁光谱学（Fluorescence Spectroscopy）：测量样品在激发态向基态跃迁时所发射的荧光光谱。
该方法可以用于研究材料的激发态寿命、荧光发射强度以及能级结构。
常用的技术包括时间分辨荧光光谱法（Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy）和荧光相关光谱学（Fluorescence Correlation Spectroscopy）。
激光光谱技术在光学应用中的优势与应用范围
激光光谱技术在光学应用中的优势与应用范围随着科技的不断进步，激光光谱技术已经成为一种非常重要的光学检测技术，能够在很多领域发挥重要作用。
本文将从激光光谱技术的原理出发，分析其在光学应用中的优越性和应用范围。
一、激光光谱技术的原理激光光谱技术运用激光的相干性和高单色性来进行物质的检测和分析。
它主要分成以下几个步骤：首先，将样品置于一个高压气体中，给样品加压，使其产生发光现象；其次，通过激光器产生尽量窄的激光束，照射到样品中，样品受到激光束的刺激后，会吸收并发射光线，而各种原子和分子在它们的发射光谱中都有其独特的 "指纹"。
最后，将样品发射出的光线分离出来，经过检测和分析，即可得到样品中各种分子和原子的信息。
二、激光光谱技术在光学应用中的优越性相比于传统的检测技术，激光光谱技术在以下几个方面具有明显优势：1.高灵敏度激光光谱技术能够通过检测样品发出的光线，分析出样品中各种分子和原子的信息，其灵敏度高，能够检测到非常微小的信号，这对一些微量物质的分析非常重要。
2.可以进行非接触式检测激光光谱技术可以通过非接触式检测，不需要样品与检测器接触，因此不会造成样品的损坏或者污染。
这对于一些需要保持实验样品的完整性和纯度的应用领域非常有用，比如食品质检等领域。
3.不受环境影响激光光谱技术的检测结果不受环境影响。
传统的检测技术往往会受到空气中的水分、气压、温度等因素的影响，从而导致检测结果的误差。
而激光光谱技术则可以避免这些问题，保证了检测的准确性和可靠性。
三、激光光谱技术的应用范围激光光谱技术在科学研究和工业生产中都有着广泛应用，下面列举一些应用领域：1.环境监测激光光谱技术可以用于环境监测，在大气污染监测、水质分析等方面有着广泛应用。
可以检测出各种有害物质，如二氧化碳、二氧化硫、甲烷、氨等等。
2.生命科学激光光谱技术在生命科学领域也有着广泛应用。
可以用于细胞成像、分子拆解、蛋白质分析等方面。
物理实验技术中的分子光谱与激光光谱分析
物理实验技术中的分子光谱与激光光谱分析分子光谱与激光光谱分析在物理实验技术中起着重要的作用。
光谱分析是一种研究物质的光学性质的方法，它可以通过分析物质与光的相互作用来获取物质的结构和性质信息。
在分子光谱中，我们主要关注分子的能级结构和振动、转动等运动方式，而在激光光谱分析中，激光的特性被用于激发样品并测量其响应信号，以获得更加精确的光谱信息。
物理实验技术中的分子光谱分析主要包括吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱等。
吸收光谱是最常用的一种光谱分析方法，它用于测量样品吸收和透射光的强度变化。
在吸收光谱中，通过测量不同波长下样品对光的吸收程度，我们可以得到样品的吸收光谱图像。
吸收光谱可以用于研究样品的组成、结构和浓度等信息。
与吸收光谱相比，荧光光谱具有更高的灵敏度和选择性。
荧光光谱分析是通过激发样品产生荧光并测量其发射光的强度来获得样品信息。
荧光光谱可以用于研究样品的分子结构、分子间相互作用以及环境变化对样品性质的影响。
例如，在生物医学研究中，荧光光谱被广泛应用于荧光探针的设计和荧光染料的分析。
激光光谱分析是近年来兴起的一种高精度光谱分析方法。
激光的特性，如高亮度、窄线宽、短脉冲等，使得其在分子光谱分析中具有独特的优势。
激光光谱分析包括激光吸收光谱、激光诱导荧光光谱和激光拉曼光谱等。
激光吸收光谱是通过激光的吸收效应来测量样品的光谱信息。
与传统吸收光谱相比，激光吸收光谱具有更高的分辨率和灵敏度。
激光吸收光谱广泛应用于气体分析、环境监测和生命科学等领域，例如气体传感器和生物分子的检测。
激光诱导荧光光谱是利用激光的激发效应来测量样品的荧光光谱。
激光的高亮度和窄线宽带来了更加准确和精细的荧光测量结果。
激光诱导荧光光谱在生物医学、环境监测和材料分析等领域具有广泛的应用，例如荧光探针的设计与开发和环境中有害物质的检测。
激光拉曼光谱是分子光谱中的另一种重要技术。
拉曼光谱通过测量样品散射光的频移来获得样品的结构和成分信息。
激光光谱检测技术
激光光谱检测技术激光光谱检测技术是现代科学中的一个重要工具，它在众多领域中都有广泛的应用，包括环境监测、医疗诊断、化学分析、材料科学等。
这种技术利用激光的特性，对物质进行高灵敏度、高分辨率的分析，从而获取物质的组成、结构、状态等重要信息。
一、激光光谱检测技术的原理激光光谱检测技术的基础是光谱学，其核心是利用激光作为光源，激发待测物质，使其产生光谱。
由于不同的物质有不同的光谱特征，因此通过分析光谱，可以确定物质的组成和结构。
二、激光光谱检测技术的分类1. 吸收光谱法：该方法通过测量物质对激光的吸收情况，来获取物质的光谱。
吸收光谱法通常用于气体和液体的分析。
2. 荧光光谱法：该方法通过测量物质在激光激发下的荧光光谱，来获取物质的光谱。
荧光光谱法通常用于固体和液体的分析。
3. 拉曼光谱法：该方法通过测量物质在激光激发下的拉曼散射光谱，来获取物质的光谱。
拉曼光谱法通常用于固体、液体和气体的分析。
三、激光光谱检测技术的应用1. 环境监测：利用激光光谱检测技术可以快速准确地检测空气、水体中的污染物，为环境保护提供有力的支持。
2. 医疗诊断：激光光谱检测技术可以用于检测生物体内的各种物质，为疾病的诊断和治疗提供帮助。
3. 化学分析：激光光谱检测技术可以用于分析化学反应过程中的各种物质，有助于深入理解化学反应的机理。
4. 材料科学：激光光谱检测技术可以用于研究材料的组成、结构和性质，有助于材料的优化设计和性能提升。
四、未来展望随着科技的不断发展，激光光谱检测技术也在不断进步和完善。
未来，激光光谱检测技术将朝着更高灵敏度、更高分辨率、更快速的方向发展。
同时，随着人工智能和大数据技术的发展，激光光谱检测技术将与这些技术相结合，实现更智能化的分析和处理。
这不仅将提高检测的效率和准确性，还将为科学研究和技术创新提供更强大的支持。
激光光谱技术及应用 第一章
根据光强和振幅的关系
I E t E* t
2E
2 0
1
cos
I min
I max
空腔中的电磁场
对于一个封闭在空腔中的电磁场，根据 边界条件，空腔中只能存在特定的模式
E = E0 exp(it kr)
其中
r = xex yey zez
k
=
nx
Lx
ex
r
0
E
2
1
r 0
B2
平面电磁波的能流密度（单位时间
流过单位面积的能量），即坡印廷
矢量S.
S EH
1 n r 0 r0
c n rr
光强 I
I c nr
电磁场的动量
当电磁波照射到金属表 面时，导体会受到辐射 压力，电场分量产生传 导电流 j，磁场分量对该 电流施加洛伦兹力 f。
等离子体中可能产生的跃迁光谱有：
1. 分立谱：原子的束缚能级之间 的跃迁给出的分立谱。
2. 韧致辐射：发生在离化限以上 的连续区中，这里也是自由电 子去，高温下的自由电子可能 会具有很高的动能，电子在运 动中当发生动能降低时，就会 伴随产生辐射，这种辐射称之 为韧致辐射，是一种连续谱。
3. 自由—束缚跃迁：由于自由区中辐射的波长可以连续改变，所以给出连续谱。 4. 自由—准连续态跃迁：与自由—束缚跃迁类似，
自然线宽
经典理论把原子看成一个振荡电偶
极子。电偶极子的振荡向其周围发
射电磁场，而电磁场发射将使振子
的能量耗散，于是振荡幅度逐步衰
减下来，发射的电磁场强度也因此
kBT
n
激光光谱技术的研究与应用
激光光谱技术的研究与应用激光光谱技术是指利用激光的光谱特性和与物质相互作用的功能，研究物质的成分、结构、态形及动力学过程的一种科学技术。
在化学、物理、生命科学、环境科学等领域具有广泛的应用。
下面将从激光光谱技术的原理、应用及发展趋势等方面进一步探讨这项技术。
一、激光光谱技术的原理激光光谱技术的原理基于激光与物质相互作用的光学特性，由此可以获得物质的信息。
激光与物质相互作用时会引起物质分子振动或转动，使其产生吸收、散射以及荧光等现象，这些现象都会造成光谱的变化。
通过分析这些变化，我们可以确定物质的成分、结构以及物质间相互作用的方式和机制等。
在激光光谱技术中，常用的光谱技术包括拉曼光谱、红外光谱、荧光光谱、共振拉曼光谱等。
二、激光光谱技术的应用激光光谱技术在化学、物理、生命科学、环境科学等领域都有广泛的应用。
以下是一些激光光谱技术在不同领域的应用举例：1. 化学领域：激光拉曼光谱技术可以用于研究不同化合物的分子结构，确定化合物的质量，寻找新的有机化合物等。
在化学反应过程中，激光拉曼光谱技术可以检测反应中产生的中间体和产物，从而帮助人们更好地理解反应的机理和动力学过程。
2. 物理领域：在凝聚态物理学中，强共振拉曼光谱技术被用于研究材料的电子能带结构和振动模式。
此外，激光光谱技术在材料科学中也被广泛应用，如表征材料的微观结构和光学性质等。
3. 生命科学领域：激光红外光谱技术在生命科学领域中被广泛应用，从蛋白质结构的表征到细胞成像都有应用。
同时，激光荧光光谱技术也是生命科学研究中不可缺少的工具，可用于探测化学反应、分离分子等。
4. 环境科学领域：激光光谱技术在环境监测、分析以及污染控制等方面有广泛应用。
例如，利用激光拉曼光谱技术可以对土壤、水和大气中的有毒化学物质进行分析和检测，从而为环境污染控制提供良好的手段。
三、激光光谱技术的发展趋势随着科技的不断发展，激光光谱技术也得到了长足的进步。
未来，激光光谱技术的发展趋势主要包括以下几个方向：1. 多参数实时监测技术：实时监测将是未来激光光谱技术的重要发展方向。
超快激光光谱学的原理与技术
超快激光光谱学的原理与技术超快激光光谱学是一种研究分子和材料的动力学过程和结构特性的重要手段。
本文将介绍超快激光光谱学的原理、技术和应用。
第一章超快激光光谱学简介超快激光光谱学是20世纪80年代末和90年代初由射频和激光技术相结合而发展起来的，它是研究极短光脉冲与材料相互作用的理论和实验学科。
超快激光光谱学能够对分子和材料的微观动力学过程、光谱特性、电子结构和能级等信息进行研究和分析。
近年来，随着技术的不断发展，超快激光光谱学在化学、物理、生物和材料等领域得到了广泛的应用。
第二章超快激光光谱学的原理超快激光光谱学的原理是基于激光和分子之间的相互作用。
激光是由一束高能光一起的光束组成的，它能够与分子相互作用，引发分子的运动或电子激发。
当激光脉冲时间很短时（短于分子的振动周期和弛豫时间），能够实现分子的快速“冻结”，使其被观察的瞬间，从而可通过光谱获取有关分子结构和运动的信息。
第三章超快激光光谱学的技术超快激光光谱学技术主要包括超快光谱技术、超快拉曼技术、非线性光学技术和时间解析光谱技术等。
其中，超快光谱技术是最基本的技术，它可以获得极弱的样品光学信号；超快拉曼技术是一种可结合到其他分析技术的突破性技术，可以探测非常小的样品，例如单个分子；非线性光学技术可以提供不同的信息，如光谱、时间和空间图像；时间解析光谱技术可以获得超高分辨率的光谱图像，并可用于分析化学反应、光谱检测和信息处理。
第四章超快激光光谱学的应用超快激光光谱学技术在化学、物理、生物和材料等领域得到了广泛的应用。
在化学领域，超快激光光谱学可用于研究分子反应和化学动力学过程；在生物领域，超快激光光谱学可用于研究生物大分子的三维结构和分子的电子动力学；在物理和材料学领域中，超快激光光谱学可用于研究凝聚态物质的动态过程、纳米结构的性质和光电器件的性能等。
第五章超快激光光谱学存在的问题虽然超快激光光谱学在各个领域得到了广泛的应用，但仍存在许多问题。
激光光谱技术原理及应用
激光光谱技术原理及应用
激光光谱技术是一种基于激光的光谱分析方法，它利用激光的
高亮度、单色性和方向性，结合光谱仪的高分辨率和高灵敏度，可
以实现对物质的高灵敏、高分辨的分析。
本文将从激光光谱技术的
原理入手，介绍其在不同领域的应用。
激光光谱技术的原理主要是基于激光与物质相互作用时的光谱
特性。
激光的单色性使得它的频率非常确定，因此可以用来对物质
进行精确的光谱分析。
激光光谱技术主要包括拉曼光谱、荧光光谱、吸收光谱等多种形式，每种形式都有其特定的原理和应用对象。
例如，拉曼光谱是利用激光与物质相互作用后，被散射光的频率发生
变化，从而得到物质的结构和成分信息；荧光光谱则是利用激发物
质后，其发出的荧光光谱来分析物质的性质和浓度；吸收光谱则是
利用物质对激光的吸收特性来分析其组成和浓度。
激光光谱技术在环境监测领域有着广泛的应用。
例如，利用拉
曼光谱技术可以对空气中的微小颗粒物进行在线监测，实现对大气
污染物的实时监测和分析；利用荧光光谱技术可以对水体中的有机
物质进行快速检测，实现对水质的实时监测和评估。
此外，激光光
谱技术还可以应用于地质勘探、生物医学、食品安全等领域，为相
关领域的研究和应用提供了重要的技术手段。
总之，激光光谱技术以其高灵敏度、高分辨率和非破坏性等特点，已经成为现代光谱分析领域的重要技术手段。
随着激光技术的不断发展和完善，激光光谱技术将在更多领域得到广泛应用，为相关领域的研究和应用带来更多的可能性和机遇。
激光诱导击穿光谱技术
word激光诱导击穿光谱的原理、装置与在地质分析中的应用摘要激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种目前正在开展中的对样品中元素成分进展快速、现场定量检测的分析技术。
为了了解激光诱导击穿光谱技术(LIBS)技术和开展现况以与这项技术的应用情况，在课堂学习和相关根底实验的根底上，通过查阅相关文献和书籍进展了分析、整理、归纳。
文章从LIBS的由来、根本原理和实验装置进展了综述，讨论了激光诱导击穿光谱技术在地质分析方面的应用。
LIBS技术应用方便快捷，且应用前景广泛。
关键字：激光诱导击穿光谱；元素分析；地质分析The Principle and Device of Laser InducedBreakdown Spectroscopyandits Application in Geological AnalysisABSTRACTLaser-induced breakdownspectroscopy(LIBS)is a kind of analysis technique currently in development ,which is applied for rapid and on-site quantitative detection of the elements of the sample.To prehend the laser induced breakdown spectroscopy(LIBS)technology,the current development status of LIBStechnology and the application of the technology, LIBS technology was analyzed, arranged, and summarized on the basis of classroom learning , the related basic experiments and consulting relevant literatures and books. The origin, basic principle and experimental apparatus of LIBSare reviewed in this paper and the applications of laser induced breakdown spectroscopy in geological analysis are discussed.The application of LIBS technology are fast and convenient and LIBS technology will have broad application prospects.Key words:Laser InducedBreakdown Spectroscopy;elemental analysis;geological analysis1引言 (1)2激光诱导击穿光谱的原理 (2)3激光诱导击穿光谱的装置 (3)激光诱导击穿光谱的实验装置 (3)4激光诱导击穿光谱在地质分析中的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术的应用现状 (5)激光诱导击穿光谱技术在地质方面的应用 (5)激光诱导击穿光谱技术在其他方面的应用 (7)5分析与讨论 (7)结果分析 (8)激光诱导击穿光谱技术的优点 (8)激光诱导击穿光谱技术的局限 (8)6结论 (8)参考文献 (9)激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy )简称为LIBS，是由美国Los Alamos国家实验室的David Cremers研究小组于1962年提出和实现的。
激光吸收光谱技术PPT课件
1 e kT
hc0
1 e kT0
R(T ) A1 S1 T0, 1
hc
E1 E2
1
1
e
k
T T0
A2 S2 T0,2
33
第33页/共85页
激光光谱的用途（3）
测量温度
Laser sp第ectr3o4sc页opy/共and8i5ts页application
34
提高激光光谱的探测灵敏度的方法：
ln( I0 ) SXP L
I
1、压制噪声 2、选择S 3、增大吸收路径
35
第35页/共85页
第二节 高灵敏度吸收光谱技术
1. 频率调制光谱技术 1.1 基本原理
透过吸收池的光强来获得吸收光谱的背景噪声来源： ① 吸收池窗的吸收； ② 激光强度的起伏； ③ 吸收池内被测分子的密度起伏。 由于背景噪声的频谱在低频段，采用对激光频率
• 如：将入射激光I(υ)分成探测光束I1(υ)=βI(υ)与参考光束I2 (υ)=(1-β)I(υ) ，β为分束器的分束比。参考光 束I2(υ)直接到达探测器PD2; 探测光束I1(υ)在穿过样品池后到达探测器PD1，光强为I1′(υ) ，设被样品吸收 的光强为ΔI(υ) ，则
I1'( ) I1( ) I ( )
38
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调制光谱技术：波长调制光谱与频率调制光谱。 两者的主要差别：调制频率和调制幅度
波长调制：调制幅度大(接近被测谱线的线宽)，而调制 频率较低(数kHz到数十kHz) ； 频率调制：调制幅度较小但调制频率很高(~数百MHz， 与被测谱线的线宽相当) 。 频率调制在数百MHz的频率调制，各种噪声已降低到可 忽略的水平，因此可以达到高的检测灵敏度。但频率调 制光谱的解调困难，检测结果的分析比较复杂，因此波 长调制光谱相对实用。
激光光谱技术及应用 第三章
腔的Q值与腔的损耗成反比，损耗越小Q值越高。
Q开关的思想：设法控制光腔在泵浦期间的损耗，使在泵浦前期腔的损耗很大，光 的增益超过不了损耗，达不到激光起振的阈值；在泵浦脉冲作用下粒子数反转数持 续增长，待粒子反转数积累到很大数量，介质的增益足够大时，突然减小损耗，于 是光的增益将大大超过损耗，在瞬间建立起很强的激光。 Q开关技术通常分为主动调Q与被动调Q两大类，其中主动调Q是采用外界控制的调制
由于总的粒子数是一定的，因此三分速率之和为零。引进泵浦率
r p B20 N0 N2 N
Nr 为将粒子从能级0泵浦到能级2的净速率。当粒子数达到平衡时，有下式 成立
N2 A21 B21 N1 A10 B21
(3-10)
N1 A10 N2 A20 rN
如果光束不是基模，则(3-4)式变为
r 2 2 z ik r 2 2 R z i kz E x, y, z E0 0 H m x k L H n y k L e e e z
(3-5)
这里我们略去理论推导，直接给出腔内场的完整表达式
r 2 2 z ik r 2 2 R z i kz E x, y, z E0 0 e e e z
(3-4)
它以高斯函数形式描述光束中的场分布，所以称为高斯光束。
ik eik ES x, y ES x, y ds 1 cos S 4
(3-2)
由于矩形的反射镜对x，y轴是对称的，因此可将 Es(x , y)和 Es′ (x′ , y′)分解为 x，y两
激光诱导荧光光谱
激光诱导荧光光谱激光诱导荧光光谱（Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy，简称LIF）是一种常见的光谱分析技术，广泛应用于生物医学、环境、材料等领域。
本文将介绍激光诱导荧光光谱的基本原理、应用和发展趋势。
激光诱导荧光光谱是一种通过激光进样样品，通过光的诱导机制产生荧光，并通过光谱分析荧光特性来判定样品的成分和性质的技术。
在LIF中，激光光源通过光学透镜成一个点，照射到样品表面或样品内部。
样品中的分子吸收入射光能量，并通过电荷转移或激发态跃迁的方式将能量转化为荧光。
荧光光子经过处理后，通过光谱仪进行检测和分析，得到荧光光谱信息。
通过分析荧光光谱特征，可以了解样品的化学成分、结构和性质。
激光诱导荧光光谱在生物医学领域有广泛应用。
例如，通过荧光标记蛋白质、细胞或分子，可以实现对生物分子和细胞的检测和定位。
通过针对特定蛋白质或染料的荧光探针，可以实现对细胞内生化分子的成像和分析。
光谱分析可以提供准确的信息，用于诊断和研究各种疾病，如肿瘤、心血管疾病等。
此外，激光诱导荧光光谱还在环境监测和材料科学等方面得到广泛应用。
LIF技术的优点之一是其高灵敏度和选择性。
由于荧光往往是一个特定基团或物质的属性，因此可以通过荧光信号来识别不同的化学物质。
同时，激光诱导荧光光谱也具有高灵敏度，可以检测到非常低浓度的物质。
这使得LIF在追踪和分析环境中微量物质、检测生物分子以及荧光探针的研发等方面具有潜力。
此外，LIF技术还具有快速性和非破坏性。
相对于传统的化学分析方法，激光诱导荧光光谱可以快速获取样品的荧光光谱信息，避免了长时间的化学反应和分析步骤。
同时，LIF对于样品的破坏非常小，可以进行无损检测，保留样品的完整性和结构。
然而，激光诱导荧光光谱在应用中也面临一些挑战。
首先是荧光信号的强度。
由于背景荧光或其他干扰信号的存在，荧光信号常常被掩盖或稀释。
因此，需要采取一系列信号增强和背景抑制的手段来提高信噪比。
脉冲激光在光谱分析中的应用
脉冲激光在光谱分析中的应用光谱分析是一项重要的科学技术，它可用于研究物质的组成、结构以及其与电磁波的相互作用。
在光谱分析中，脉冲激光作为一种特殊的光源，具有许多优势，因此被广泛应用于各个领域。
脉冲激光的特点之一是高亮度。
亮度是指单位面积和立体角内的辐射功率，由于激光是高度定向和相干的光源，脉冲激光的亮度相对较高。
这使得它在光谱分析中能够提供更高的信噪比，从而提高测量的准确性。
其次是脉冲激光的高功率和短脉冲宽度。
脉冲激光的高功率使得它能够提供足够的光强，以激发样品中的分子或原子进行特定的光谱转换。
同时，脉冲激光的短脉冲宽度使得我们能够获得时间分辨率较高的光谱信息。
这对于快速反应和瞬态过程的研究非常重要。
在生物医学领域，脉冲激光被广泛用于荧光光谱分析。
荧光是物质在受激发后释放出的特定波长的光。
脉冲激光的高能量和短脉冲宽度使得它能够有效地激发荧光发射。
通过分析不同波长的荧光光谱，我们可以了解样品的结构和组成。
这在生物医学研究和药物开发中具有重要意义，比如用于研究细胞的荧光探针、荧光标记的分子和药物等。
此外，脉冲激光还被用于拉曼光谱分析。
拉曼光谱是一种通过分析光与物质相互作用后的散射光所得到的光谱。
脉冲激光的高能量和高亮度使得它成为发射拉曼散射光的理想光源。
通过比较样品的拉曼光谱和参考物质的光谱，我们可以确定样品的成分和结构。
这在化学、材料科学和环境监测等领域中有广泛应用。
除了荧光光谱和拉曼光谱，脉冲激光还可以用于吸收光谱分析、发射光谱分析以及多普勒光谱测量等。
无论是在基础科学研究还是在工业应用中，脉冲激光在光谱分析中发挥了重要作用。
虽然脉冲激光在光谱分析中的应用十分广泛且有着显著的优势，但也面临着一些挑战。
首先是脉冲激光的稳定性和重复性。
在进行光谱分析时，脉冲激光需要以稳定的频率和能量提供连续的光源。
此外，由于脉冲激光的高功率，对样品的损伤和热效应也需要进行有效控制。
总之，脉冲激光作为一种特殊的光源，在光谱分析中具有广泛的应用前景。
超快光谱技术和快速激光光谱技术的应用
超快光谱技术和快速激光光谱技术的应用随着科技的不断发展，光谱技术已经成为科学家和工程师进行研究和生产的重要手段之一。
光谱技术分为很多类型，其中超快光谱技术和快速激光光谱技术是目前主要的研究方向。
本文旨在探讨超快光谱技术和快速激光光谱技术的应用。
一、超快光谱技术超快光谱技术是一种能够研究光化学和光物理现象的方法，其特点是超短脉冲激发和检测。
超快光谱技术在物理、化学和生物学等领域得到了广泛的应用。
在化学方面，超快光谱技术被用于研究分子反应的过程，通过研究分子的激发态和氧化还原反应，可以探究分子之间的相互作用。
比如，超快光谱技术被用于探究光氧化反应在大气中的作用机制，从而深入了解大气光化学的过程。
在物理方面，超快光谱技术可以用于研究材料的物理性质。
比如，超快激光脉冲激发样品后，观察样品的吸收和透射谱线可以获得样品在快速时间尺度下的能级结构和激发态演化信息。
这些信息可以用于探究材料的光学、电学和磁学特性，从而有助于优化材料的设计和应用。
在生物学方面，超快光谱技术被广泛应用于分子生物学和生物材料学中。
超快光谱技术可以用于研究生物大分子，包括蛋白质、核酸和糖类等之间的相互作用。
这些相互作用关系对于理解生物大分子的生物功能非常重要，可以为药物设计和生物医学研究提供有价值的信息。
二、快速激光光谱技术快速激光光谱技术是一种可以快速测量样品光谱的方法，其特点是高灵敏度和高分辨率。
快速激光光谱技术已被广泛应用于食品、环境和医学等领域。
在食品领域，快速激光光谱技术被用于检测食品含量和品质的快速测量。
通过快速激光光谱技术可以快速获取食品成分的信息，实现食品的分类和检测。
在环境领域，快速激光光谱技术主要应用于环境监测和污染控制。
通过快速激光光谱技术可以快速分析环境中的污染物种类和浓度，有助于环境保护和治理。
在医学领域，快速激光光谱技术被用于癌症检测和诊断。
通过分析血液和组织中的化合物和分子可以确定人体内部的健康状况，从而实现早期癌症检测和治疗。
脉冲激光光谱分析技术的研究
脉冲激光光谱分析技术的研究近年来脉冲激光光谱分析技术在化学、物理、制造业等领域越来越受到关注。
这种分析技术利用脉冲激光的高功率和短脉宽，对物质进行非接触式的分析，同时具有高精度、高分辨率、高灵敏度等特点。
一、脉冲激光光谱分析技术的原理脉冲激光光谱分析技术基于原子或分子吸收或发射的特性，通过光谱分析，识别和鉴别分析样品中的化合物和物质。
脉冲激光光谱分析技术的原理是通过将脉冲激光束注入样品，使样品中的分子或原子发生吸收或发射现象，产生光谱信号，并进一步对信号进行处理，从而确定物质的组成。
脉冲激光光谱分析技术可以采用不同类型的激光，如Nd:YAG 激光、CO2激光、荧光激光等，不同类型的激光适用于不同类型的样品，根据不同样品的吸收谱线，可以选择不同波长的激光。
此外，脉冲激光的脉冲宽度非常短，可以达到皮秒、飞秒甚至亚飞秒级别，这对于对样品中微小的分子进行高分辨率分析非常有利。
二、脉冲激光光谱分析技术的应用脉冲激光光谱分析技术被广泛应用于如化学、物理、制造业等领域，因为它比传统的光谱分析技术更为精确、准确、无损。
脉冲激光光谱分析技术可以识别各种化合物和物质，同时可以监测化学反应过程、分析核反应、材料表面的组成和结构等。
在制造业领域，脉冲激光光谱分析技术可以用于检测汽车和航空工业中的金属材料、涂层和锌涂层等。
同时，脉冲激光光谱分析技术也能在制药领域中帮助分析和检验药物的纯度和成分。
三、脉冲激光光谱分析技术未来的发展趋势虽然脉冲激光光谱分析技术已经被广泛应用，但随着激光器、探测器和计算机等技术的发展，它的应用范围将进一步扩大。
未来发展的趋势包括：1. 更高的灵敏度。
随着激光器和探测器的性能不断提高，脉冲激光光谱分析技术将有更高的灵敏度，可以检测更微小的分子和更低浓度的化合物。
2. 更高的分辨率。
随着激光器的技术进步和更精细的光学元件的出现，脉冲激光光谱分析技术将具有更高的空间和时间分辨率。
3. 更广泛的应用。
激光光谱测量技术
激光光谱测量技术
激光光谱测量技术是一种利用激光光源进行光谱测量的技术。
它基于激光的单色性和高亮度特点，可以提供高分辨率和高灵敏度的光谱测量结果。
激光光谱测量技术可以应用于多个领域，包括化学分析、生物医学、材料科学等。
它可以用于检测和分析物质的化学成分、浓度、结构等信息。
激光光谱测量技术的基本原理是通过将待测样品与激光光源进行相互作用，测量样品对激光光源的吸收、散射、荧光等光学响应，从而获取样品的光谱信息。
通过对测得的光谱数据进行分析和处理，可以得到样品的相关性质和参数。
激光光谱测量技术有多种实现方式，包括光吸收光谱、拉曼光谱、荧光光谱等。
其中，拉曼光谱是一种常用的激光光谱测量技术，它可以提供物质的分子振动信息，用于物质的鉴定和分析。
总之，激光光谱测量技术是一种高分辨率、高灵敏度的光谱测量方法，可以应用于多个领域，为科学研究和工业技术提供了重要的分析手段。
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激光与光谱技术一、激光产生原理20世纪四个重要发明：原子能，半导体，计算机，激光激光（Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 雷射）：由受激而辐射的光放大1、激光器的产生20世纪初迄今为止，光学已经有两千余年的历史，但在激光产生之前，人们使用的光源主要是炽热物体的热辐射和气体放电管，机理是自发发射，这是一个随机过程，相干性不好，两个光源甚至同一个光源的两点发出的光也不能形成干涉条纹。
19世纪末赫兹发明了无线电波，20世纪初出现电子管后电磁波可由电子振荡器产生，可以产生单一频率持续时间任意长的完整正弦波，有很好的相干性，但波长只可以缩短至毫米波，因为放大器和选频用的谐振腔在电子学中无法实现。
激光的基础19171917: Albert Einstein calculated the conditions necessary for this stimulated emission to occur.关于光与物质相互作用的问题早在1917年爱因斯坦就作过研究，他在解释普朗克黑体辐射公式时明确指出只有自发发射和吸收两个过程是不够的，并由此提出“受激辐射”的概念，这也是激光的基础！粒子数反转的状态Townes et.al 20世纪50年代提出用平行平面镜作为光的谐振腔实现光反馈产生激光的理论与实验Schawlow, Townes,et.al19581960：首台ruby激光器（可见光）研制成功He-Ne激光器；1962：半导体激光器；1963：可调谐燃料激光器This was using Ammonia gas and produced amplified Microwave r adiation instead of visible light (called a MASER微波发射器) in 1954. For this they shared the 1964 Nobel prize for Physics.Maser: 微波段; Laser: 3000埃-1000000埃对于热平衡物质，下能级的布居数大于上能级的布居数，所以要想光被放大就需要设法使布居数反转，20世纪50年代汤斯等人对氨分子束能级实现了布居数反转并于1954年研制成功了利用受激发射放大产生微波振荡的微波发射器。
进一步要推向更短的光频段必须找到可以实现光放大的工作物质和产生光振荡的谐振腔。
1958年美国肖洛、汤斯等人几乎同时提出了用平行平面镜作为光的谐振腔，用镜面反射实现光反馈的产生激光的理论与实验。
紧接着，1960年梅曼用红宝石制成第一台可见光激光器，同年制成氦氖激光器；1962年产生了半导体激光器；1963年产生了可调谐染料激光器。
由于激光具有极好的单色性、高亮度和良好的方向性，所以自激光出现以来得到了迅速的发展和广泛应用，引起了科学技术的重大变化。
2、激光器的结构∙激光工作介质∙激励源∙谐振腔红宝石激光的示意图1、激光介质可以是气体、液体、固体和半导体，要求存在亚稳态能级为实现粒子数反转之必要条件；现有工作介质近千种，可以产生的激光波长从真空紫外到远红外，非常广泛；2、激励源使介质出现粒子数反转。
可以是电激励、光激励、热激励、化学激励等等。
电激励用气体放电的方法去激励介质原子；各种激励方式又被形象地称为泵浦或抽运。
不断泵浦才能维持上能级粒子数多于下能级，不断获得激光输出。
3、有了前两者只能保证实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用，所以可以用光学谐振腔进行放大。
所谓光学谐振腔实际是在激光器两端装上两块反射率很高的镜子，一块全反射，一块部分反射，以使激光可透过这块镜子射出，被反射回到工作介质的光继续诱发新的受激发射，光被放大。
因此光在谐振腔内来回振荡造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜一端输出。
按工作介质的不同来分类，可以是固体、气体、液体、半导体激光器。
固体激光器特点器件小，坚固、使用方便、输出功率大但电源一般都比较庞大。
比如钛宝石激光器一般采用半导体激光器泵浦，常采用环形腔，可以是连续或是脉冲式的；…3、激光器的种类按工作介质的不同分类∙固体激光器（Nd:YAG、Ti:Sapphire等）特点：器件小、坚固、使用方便、输出功率大连续100W以上脉冲峰值则更高钛宝石激光器∙气体激光器（He-Ne、CO2、Ar+ 激光器等）特点：结构简单、造价低，操作方便，工作介质均匀、光束质量好，长时间稳定连续工作氦氖激光器(Helium Neon lasers): Wavelength: 632.8nm；Power: ～mW；Efficiency: < 1%；A few thousand volts discharge is used, with a current of 10-20 milliamps. They can be cooled effectively by air.CO2激光器(Carbon Dioxide lasers): Wavelength: 10.6mm; Power: ~10W; Efficiency: ~ 30%; Up to 30 % efficiency can be achieved and it is easy to produce a beam of 100 Watts of energy. Using laser tubes tens of metres in length enable many kilowatts of energy to be produced.Ar+ Laser: Wavelenth: 514.5nm; Power: ~W Efficiency: ~1%气体激光器具有结构简单、造价低、操作方便；工作介质均匀、光束质量好，能长时间稳定连续工作等特点也是目前品种最多、应用广泛的一类激光器，占有市场的60％左右。
氦氖激光器输出波长632.8纳米，功率约几个毫瓦，采用几千伏高压的电激励，工作电流10-20毫安，可以采用内腔式、外腔式、半外腔式结构的光学谐振腔；CO2激光器输出波长1064纳米，功率一般约10瓦左右，…；∙液体激光器（燃料激光器等）特点：输出波长连续可调，覆盖面宽，但工作原理比较复杂。
一般激光泵浦液体激光器输出波长连续可调，覆盖面宽，但工作原理比较复杂。
常用的是染料激光器，采用有机染料为工作物质，利用不同的染料可以获得不同波长的激光（在可见光范围内），一般用激光作泵浦源，如氩离子激光器等。
∙半导体激光器（GaAlAs、InGaAs等）利用半导体介质掺杂;Wavelength: infra-bluePower: mW~W;Efficiency: high efficiency∙特点：体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固。
半导体激光器特点是体积小、质量轻、寿命长、结构简单而且坚固等，波长范围可以从红外到蓝光，功率从毫瓦量级到瓦级都有，光光转换效率较高。
常用的有砷化钾激光器，发射840纳米的激光。
另有掺铝的砷化钾、砷化锌等。
激励方式有光泵浦、电激励等等。
按激光的输出方式不同分类连续激光器脉冲激光器根据激光输出方式的不同又可以分为连续和脉冲激光器，其中脉冲激光的峰值功率可以非常大。
4. 激光的基本特性A. 单色性(单频性相干性，位相相同)B. 准直性(发散角小)C. 高功率密度(CO2:10.6 m m数十瓦到数百瓦,腰斑直径：<0.2 mm)Comparison 100 Watts Laser Beam Vs 100 Watts Light BulbP.D = P/ASpot Size Diameter(D) = 1 cm Area = 0.79 cm2P.D = 100/0.79 = 127 W/cm2 SPHERICAL(SP)(D) = 1 m = 100 cmSP Area =125.664 cm2P.D = 100/125664 = 0.0008 W/cm2Conclusion:100 W Laser Bream Energy Equal To 160,000 Times of 100 W Light Bulb's Energy.D. 定位精度高( 0.01mm)激光的单色性强，相干性好，发散角小，从而功率密度较高；对比100瓦的激光光束和灯泡的一些参数可得到结论：即100瓦的激光能量密度相当于100瓦灯泡的16万倍！所以可以加工几乎所有的材料。
另外定位精度高，可以进行微区或定点的光谱分析等等！5. 激光的应用激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学与生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光检测与计量、军用激光技术等等激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学与生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光检测与计量、军用激光技术等等，激光的出现极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的发展。
激光在生物医学方面的应用ser Skin Surgery（激光皮肤外科）2.Dermatology （皮肤医学）ser Dentistry （激光牙科学）4.Podiatry （脚病学）5.Veterinary Medicine （兽医）ser Applications in Otolaryngology（激光在耳鼻喉学中的应用）7.Neurosurgery （神经外科）8.Photodynamic Therapy （光动力治疗）9.General Surgery （普通外科）比如激光在生物医学临床方面即有如此广泛的研究！二、激光光谱技术的发展与应用1、激光光谱学的发展•用棱镜发现了光的色散现象----1666牛顿→由此开始了光谱学的发展•用棱镜光谱仪观察到太阳谱线----1814夫琅和费→由此逐渐进入光谱学发展的盛期•展开吸收、发射和散射光谱（喇曼散射）研究•冶金、电子、化工、医药、食品等----20世纪初→经典光谱学得到了广泛的应用激光光谱学是自激光技术出现以来在传统光谱学基础上发展起来的一门新兴学科。
传统光谱学已有300多年的历史。
1666年伟大的科学家牛顿用棱镜发现了光的色散现象，由此开始了光谱学的发展，不过在起初的一百多年内，其发展极为缓慢，直到1814年著名的物理学家夫琅和费用他发明的棱镜光谱仪观察到太阳谱线开始，才逐渐进入光谱学发展的盛期，除了对吸收与发射光谱的研究外，还相应发展了对散射光谱的研究，特别是喇曼散射的发现，即在光发生散射时，除了原有频率之外，散射光中还有一些其它频率的光出现，通过喇曼散射可以研究物质的结构与组成等！其实光谱学作为一门实用性学科是由物理学家和化学家共同开创起来的。