激光诱导荧光LIF
激光诱导荧光技术
激光诱导荧光(LIF)检测作为目前灵敏度最高的 检测技术，在生物、化学、医学等领域应用广泛。 激光光束的高汇聚性使其非常适合于微区检测， LIF 成为微型化仪器和电泳芯片中应用最普遍的 检测手段。另外，许多能发自然荧光环境样品和 生物样品，通过衍生技术进行荧光检测，因而 LIF 成为检测的首选技术。
液体LIF
气体LIF 燃烧LIF 测量物质
平面激光诱导荧光技术
举例：示踪平面LIF技术
采用YAG激光器的倍频 532nm激光作为激发源。由 于自然界中只有某些特殊的高 分子有机染料分子可以被
532nm激光激发而发出荧光，
人们就用这种有机染料分子作 为示踪物质加入到所要研究的 流场中，观察并测量荧光信号 的性质。
平面激光诱导荧光技术
研究LIF主要课题组
研究课题组 主要研究领域及成就
Dovichi N. J.
Soper S. A. Issaq H. J.
发明了壳流检测池，随后的LIFD单分子检测都是在此基 础上完成的，对LIFD的应用作出了卓越贡献。
主要研究领域包括：荧光探针、分子生物学、微分析仪器 等，较多采用近红外激光诱导荧光监测器。 毛细管电泳协会的创始人之一。在激光诱导荧光检测方面 主要从事紫外激光诱导荧光检测。
平面激光诱导荧光技术
PLIF检测原理图
平面激光诱导荧光技术
PLIF优点
高空间分辨：可达到微米量级。 快速时间响应：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。 高灵敏度：探测下限最高可达106个粒子/cm3。 干扰小：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。
平面激光诱导荧光技术
可见光波长的红绿蓝激光 (635nm,532nm,445nm)
荧光测温资料整理
微流动中双色激光诱导荧光测温双色激光诱导荧光测温是一种非接触式温度测量的方法。
其对目前科学研究和工程上诸多涉及流体工质温度场、浓度场等方面的实时在线测量具有重要意义。
激光诱导荧光法(LIF)可以在实现非接触式测量的同时快速、高精度地对溶液温度进行测量。
本文对温度敏感荧光颜料罗丹明B和温度不敏感颜料101的混合水溶液的激光诱导荧光特性进行研究，并利用其混合溶液荧光强度随温度的变化特性发展了一种温度测量法，同时进行了理论上的改进，使得实际测量可以有更灵活的选择。
近几年来微流动系统和理论的发展对微流动系统中温度场、速度场等的精确测量提出了新的要求。
精确的对微通道中流动参数的测量对工业设计的优化、效率的提高、方案的可行性具有重要的意义。
同时，科学研究和工程上诸多涉及流体的场合都需要对流体工质的温度或浓度等标量参数有一个清晰地把握，同时要求实际测量过程能够实时在线进行，并且不会对流动结构及温度场造成影响。
为了实现上述目的，非接触式测量担当起了重要的角色，而近年来发展起来的激光诱导荧光法作为一种流场成像技术尤为引人注意。
然而，几种用在大尺度上的温度测量的方法直接用在微通道中是不适宜的。
因为在微通道中温度的消散速度相比于大通道是非常快的，其具有很高的热传递效率。
这样就造成了无法用大通道中的测量方法来精确测定微通道中的温度梯度。
激光诱导荧光法测温原理一般而言，当一束激光穿过试样溶液时，激发出的荧光强度会受到激发光沿程衰减和荧光自吸收的影响。
按照比尔-朗伯定律，荧光强度可以表示为：LC A I I f ϕε0=其中,为激发光强度，A 是探测到的荧光占总发射荧光的百分数，是荧光量子产率,为摩尔吸收系数，是激光穿过溶液的长度,C 是溶液浓度。
对于同一次实验来说，当系统光路固定后，上述各因子中，A 和L 就固定了，这两个因子的乘积可以用一个光路系统因子Kopt 来表示。
而激发光强度则会有略微波动，这取决于激光器自身的功率稳定度。
激光诱导荧光检测器系统的构建1
第一章
生命科学的迅速发展对分析仪器的检测灵敏度提出了更高的要求，对生命现象的研究必须深入到单细胞或单分子水平。通过对单分子光谱性质的测量，可以实现对化学反应的途径进行实时监测，特别是对生物大分子进行探测，以提供分子结构与功能之间的信息。单分子检测（single molecules detection，SMD）是分析化学家长期以来一直梦寐以求的一项富有挑战性的前沿领域，达到了分子检测灵敏度的极限，是超低含量物质检测技术的最后一个里程碑。
第三章在剖析激光诱导荧光检测器各组成光学元件功能的基础上，确定了所研制LIFD的光学元件，包括MBL-Ⅱ蓝光激光器、DM490二色镜、GCO-2112聚光及荧光采集物镜、LP 510长通滤光片及BP 525带通滤光片、GCL-0106622双胶合消色差透镜、CR131光电倍增管。
第四章针对普通检测池只能采集所发射单侧球面荧光信号，而另半球面荧光信号未被采集的缺点，设计了反射式Z-型检测池，使与采集光路反方向的荧光信号经反射镜反射而进入到荧光采集系统，从而提高了荧光信号的采集效率，进而使LIFD的检测灵敏度大幅提高。
关键词：激光诱导荧光检测器，高效液相色谱，共聚焦光学，二极管激光器，Z-型反射式检测池
Laser-induced fluorescencedetector (LIFD)is one of the most sensitive detection modes in chemical andbiologicalseparations. In addition, it is well-suitedfordetection in small volumes, and is widely usedinhigh performance liquid chromatography (HPLC), micro-column liquid chromatography (Micro-LC), capillary electrophoresis (CE)and other separations. The key to achieve the best sensitivity is the ability to maximize signal while minimizebackground sources.In this study, solid-state diode laser was used as the excitation source, and confocal optical configuration was applied. Furthermore, a reflective mirror was installed in the flow cell, which could reflect the deviated fluorescent signal to the optical collection system, so as to improve the collection efficiency of fluorescent signal. Meanwhile, a long pass filter coupled with a band pass filter was applied to minimizebackground sources. Finally, a LIFD detection system suitable for HPLC was established. The main researches and conclusions are as follows.
叶绿素的测量方法
叶绿素的测量方法叶绿素是植物和浮游生物体内的一种绿色色素，具有光合作用和光合细菌中也存在这种色素。
叶绿素对于生物体内的光合作用非常重要，因此对于叶绿素的测量方法，一直是科学研究和工程应用中的重要问题。
本文将介绍叶绿素的几种常用测量方法，旨在通过详细的介绍和分析，使读者对叶绿素的测量方法有更为全面深入的了解。
一、光学吸收法1.常用紫外-可见分光光度计法(UV-Vis)光学吸收法是一种广泛使用的叶绿素测量方法之一。
通过利用叶绿素对特定波长光的吸收特性，可以测量叶绿素的浓度。
常用的是紫外-可见分光光度计法(UV-Vis)。
通过用叶绿素标准溶液构建标准曲线来测定待测叶绿素溶液的浓度，精确、快速、准确。
2.高效液相色谱法(HPLC)高效液相色谱法(HPLC)是一种专业的叶绿素测量方法，对于复杂样品的分离和测量更加准确。
利用HPLC技术，可以进一步分析不同种类的叶绿素和其同系物的含量。
二、荧光法1.光诱导荧光法(PAM)光诱导荧光法(PAM)是一种基于叶绿素光合效率的测量方法。
通过测量叶绿素在光合作用过程中释放的荧光信号，可以快速、准确地评估叶绿素的光合活性和健康状态。
2.激光诱导荧光法(LIF)激光诱导荧光法(LIF)是利用激光激发样品后产生的荧光信号来测量叶绿素含量和活性的一种方法，具有高灵敏度和高空间分辨率。
三、生物化学法1.粉末化学法粉末化学法是通过将叶绿素样品制成粉末，再用特定的溶剂提取叶绿素进行测定的方法。
这种方法操作简单，适用于对叶绿素的快速测量。
2.超声波破碎法超声波破碎法利用超声波的作用，能够快速破碎植物细胞壁，并释放出细胞内的叶绿素。
该方法操作简单、高效。
以上所述的叶绿素测量方法只是其中的几种常用方法，随着科技的不断发展，还有许多新的测量方法不断涌现。
在实际的应用中，根据需求和样品的特性选择合适的测量方法至关重要。
希望本文所介绍的叶绿素测量方法能够为相关研究和实际应用提供参考。
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。
激光诱导荧光组成
激光诱导荧光组成
激光诱导荧光（Laser-Induced Fluorescence, LIF）系统通常由以下几个主要部分组成：
1. 激励源：
-激光器：作为激发光源，产生方向性好、单色性强的激光照射样品以激发其荧光。
-光路调整组件：用于精确控制激光束的方向、强度和聚焦等特性。
2. 样品池或测量区域：
-气体密闭池或液体池：容纳待分析的样品，可以是固体颗粒悬浮液、气态或液态样品。
-窗口材料：采用能透过激发光与荧光的材料，并且在窗口表面设置成布儒斯特角以减少反射干扰。
3. 光学滤波与分离组件：
-滤光片：用于过滤掉激发光，只允许荧光通过，确保检测的是样品发出的荧光信号而非直接的激光散射或反射。
-分光器：如光栅或干涉滤光器，用于将发射的荧光按波长分散以便进行光谱分析。
4. 检测系统：
-光电探测器：如光电倍增管（PMT）、光电二极管（PD）或电荷耦合器件（CCD）相机，用于捕捉并转换荧光信号为电信号。
-高速采集系统：能够快速响应和记录荧光信号，特别适用于时间分辨荧光测量。
5. 信号处理模块：
-信号采集单元：收集光电探测器输出的电信号。
-信号分析与处理硬件/软件：对所采集的数据进行实时分析、显示和进一步处理，例如计算浓度、温度或其他物理化学参数。
6. 控制系统：
-控制激光器的开关、功率及扫描模式，以及整个系统的同步操作，实现在线分析和优化信号质量。
通过这些组成部分的协同工作，激光诱导荧光技术能够实现高分辨率、高灵敏度和快速响应的物质成分分析、动态过程监测等多种应用。
激光诱导光谱溶解氧 -回复
激光诱导光谱溶解氧-回复什么是激光诱导光谱溶解氧？激光诱导光谱溶解氧（Laser-Induced Fluorescence, LIF）是一种常用的分析技术，用于测量水体中的溶解氧浓度。
它通过激光器产生的高能量激光，照射到水体中的溶解氧分子上，激发其电子态，然后检测由这些激发态氧分子发出的特定波长的荧光。
通过测量荧光的强度和波长，可以确定水体中的溶解氧浓度。
这项技术可以应用于多种领域，包括环境科学、水质监测、生物医学等。
相比传统的溶解氧监测方法，激光诱导光谱溶解氧具有响应快速、准确度高、无需试剂等优势，因此广受欢迎。
那么，激光诱导光谱溶解氧是如何工作的呢？首先，需要一台激光器。
激光器产生的激光有单色性，这意味着它具有非常狭窄的波长范围，通常在纳米尺度。
例如，常用的激光器发出的激光波长为532纳米或635纳米。
接下来，激光被聚焦到水体中的样品上。
当激光照射到水体中的溶解氧分子上时，它们的电子被激发到激发态。
这些激发态氧分子在短时间内重新退激发回基态，发出特定波长的荧光。
这个特定波长的荧光与溶解氧浓度成正比。
在发出荧光的同时，一个光学系统会收集这些荧光，并将其传送到一个光谱仪。
光谱仪通过将荧光进行波长分离，并测量其强度，可以得到荧光强度和波长之间的关系。
然后，通过与预先标定的标准曲线进行比较，可以确定水体中的溶解氧浓度。
为了提高测量的准确度，一些因素需要被考虑。
例如，激光功率、样品温度和激光束的聚焦度等都可能影响到测量结果。
因此，在进行实际测量前，需要进行仪器校准，以确保结果的准确性。
激光诱导光谱溶解氧在各个领域都有广泛的应用。
例如，在环境科学中，它可以用于监测水体中溶解氧的变化，以评估水质状况。
在生物医学中，它可以用于监测生物体内的溶解氧浓度，以及相关的生理、病理过程。
总结一下，激光诱导光谱溶解氧是一种快速、准确的测量技术，可以用于测量水体中的溶解氧浓度。
通过激发溶解氧分子的电子态，并测量由其发出的荧光，可以得出溶解氧浓度的结果。
激光诱导荧光技术(LIF)的研究
基于激光诱导荧光技术（LIF）的喷雾当量比特性研究 四、激光诱导荧光测试系统
基于激光诱导荧光技术（LIF）的喷雾当量比特性研究 四、激光诱导荧光测试系统
基于激光诱导荧光技术（LIF）的喷雾当量比特性研究
五、激光诱导荧光方法的应用
在燃烧系统中 L I F 法的应用，包括测量温度、 粒子浓度、燃料分布等方面。目前，LIF 法已成为 燃烧气流的化学与结构研究的重要手段。现对用激 光诱导荧光法测量发动机缸内混合气浓度进行说明。
在内燃机技术领域，激光诱导荧光试验研究燃烧，实现 了对燃烧过程的非侵入式观察。在 这 种 方 法 中利 用 单 色 性 好 、波 长 较 短 、能量较大的短脉冲激 光 使 某 种 分 子 或 原 子 激 发 ，测 量 由 激 发 态 返 回 基 态 时 发 出的荧光，便 可 以 计 算 该 成 分 的浓度 和温度分布。
基于激光诱导荧光技术（LIF）的喷雾当量比特性研究
参考文献：
多级旋流空气雾化喷嘴雾化特性及光学测试方法研究_刘存喜 复合激光诱导荧光定量标定技术及其_省略_应用_燃油喷雾当量比定量标 定方法_孙田 复合激光诱导荧光定量标定技术及其对柴油喷雾特性研究的应用_孙田 复合激光诱导荧光法在喷雾特性的研究进展_白原原 基于PLIEF技术两次喷射柴油喷雾结构和特性的定量研究_王卓卓 利用复合激光诱导荧光法对气相柴油喷雾温度场和浓度场的定量标定_ 郭红松 使用PLIEF技术对重型柴油机相_省略_柴油喷雾结构及其浓度场的定量研 究_郭红松 应用激光诱导荧光法研究直喷汽油机缸内混合气形成过程_马骁 用激光诱导荧光法测量GDI发动机缸内混合气分布_马骁 用激光诱导荧光法研究燃烧的最新进展_薛敏霞
基于激光诱导荧光技术（LIF）的喷雾当量比特性研究
五、激光诱导荧光方法的应用
激光诱导荧光光谱仪的特点及应用介绍
激光诱导荧光光谱仪的特点及应用介绍激光诱导荧光光谱仪（LIF）是基于激光荧光光谱技术的一种仪器。
使用激光束激发样品中的荧光分子，再通过荧光分子发出的光进行分析和检测。
本文将介绍LIF的特点及其应用。
一、LIF的特点1. 高分辨率LIF检测方法的检测灵敏度非常高，可以达到ppb（10-9）的级别。
同时，它的分辨率也极高，可以轻松实现nm（10-9）级别的分辨能力。
2. 非破坏性检测LIF的激发方法是使用激光来刺激样品中的荧光分子，因此不需要使用试剂或化学处理样品。
这种非破坏性检测方法可以有效避免样品被污染或被毁坏的风险。
3. 灵敏度高LIF仪器可以检测非常小的样品量，通常只需要微升级别的样品，即可得到足够的信号。
此外，LIF还有极高的分析速度和高精度。
4. 检测范围广LIF可以对多种物质进行检测，包括生物分子、有机物、无机盐、气体等等。
这种广泛的检测范围使得LIF成为一种多功能性的检测技术，可以用于许多不同领域。
二、LIF的应用1. 生物医学领域LIF在生物医学领域的应用非常广泛，常被用于病原体检测、药物筛选、生物分子的研究等方面。
因为LIF具有非常高的灵敏度和分辨率，所以能够检测到非常微小的基因和蛋白质，有助于生物医学领域的诊断和治疗。
2. 环境监测LIF也可以被应用于环境监测领域，比如空气和水质的检测。
以卤代烃类物质为例，使用激光激发样品中的卤代烃分子，通过监测荧光信号，可以得知样品中的卤代烃物质浓度。
此外，LIF还能在行星地质学、气象等方面应用。
3. 药物研发药物研发中，LIF被广泛用于药物筛选和分析。
使用LIF检测药物作用的生物分子，可以准确地测定药物的作用和分布。
4. 食品安全检测LIF也可以用于食品安全监测。
比如使用LIF检测食品中的有害物质，就能够快速准确地检测出未加工，在加工过程中添加的可以残留在食品中的有害物质。
结论总之，激光诱导荧光光谱仪（LIF）以其高分辨率、非破坏性检测、高灵敏度、广泛的检测范围等特点，在生物医学、环境监测、药物研发和食品安全方面都具有重要的应用价值。
基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断研究
基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断研究肿瘤早期诊断是提高治愈率和生存率的关键。
传统的肿瘤检测方法常常需要对患者进行侵入性的手术切除或者使用有害的放射性药物，为患者带来不适和风险。
然而，随着生物医学技术的发展，一种非损伤性和高效的肿瘤早期诊断技术逐渐引起了人们的关注——基于激光诱导荧光技术。
基于激光诱导荧光技术（LIF）是一种利用激光光源激发荧光材料产生荧光信号，并通过收集和分析荧光信号来获得样本信息的技术方法。
这种技术常常结合荧光标记剂和光谱仪等设备使用。
在肿瘤早期诊断中，激光诱导荧光技术可以提供患者病变组织的高分辨率图像，并且可以检测细胞和组织的荧光强度、荧光寿命以及光谱特征等信息。
通过这些信息，医生可以判断病变组织的类型、位置和恶性程度，从而进行更准确的诊断和治疗。
使用激光诱导荧光技术进行肿瘤早期诊断具有许多优势。
首先，这种技术可以在无需手术切除的情况下进行诊断，降低了患者的痛苦和风险。
其次，激光诱导荧光技术可以在非侵入性条件下获得高分辨率的图像，对病变组织进行准确的定位和评估。
此外，这种技术还可以通过定量分析荧光信号的特性来评估病变组织的生物学特性和恶性程度，为个体化治疗和预后评估提供重要参考。
在肿瘤早期诊断领域，激光诱导荧光技术的应用也得到了广泛的研究。
一些研究团队已经开发出了多种基于激光诱导荧光技术的肿瘤诊断方法。
例如，基于荧光探针的肿瘤显像技术可以通过注射荧光探针来实现对肿瘤组织的高分辨率显像，可以在手术过程中辅助医生定位和切除肿瘤组织。
此外，一些研究还利用激光诱导荧光技术对肿瘤的光谱特性进行分析，发现了一些肿瘤特异性的荧光信号，为肿瘤的早期诊断和分期提供了新的思路。
然而，基于激光诱导荧光技术的肿瘤早期诊断仍面临一些挑战和限制。
首先，荧光探针的选择和设计是一个关键问题。
目前已有一些肿瘤特异性的荧光探针被开发出来，但其在临床实际应用中的效果仍需要进一步验证和改进。
此外，激光诱导荧光技术还需要相应的设备和技术支持，包括高能量和稳定的激光光源、灵敏的光谱仪以及高效的数据分析和处理方法。
矿用激光甲烷 测试方法
矿用激光甲烷测试方法
矿用激光甲烷（CH4）测试方法可以使用激光吸收光谱法（LAS）或激光诱导荧光（LIF）法。
1. 激光吸收光谱法（LAS）：这种方法使用一束激光通过待测气体（甲烷）样品。
激光可以在特定波长上被甲烷吸收，被吸收的激光强度与甲烷浓度成正比。
通过测量传输后的激光强度，可以计算甲烷浓度。
2. 激光诱导荧光（LIF）法：这种方法通过激光诱导甲烷分子
产生荧光来测量甲烷浓度。
激光在特定波长下激发甲烷分子，然后甲烷分子重新释放出荧光。
测量荧光的强度可以用来计算甲烷浓度。
这些方法需要使用激光器、光学系统和相应的检测设备。
在测试过程中，需要将待测气体送入样品室中，与激光相互作用，然后通过检测器测量激光强度或荧光强度。
通过与已知浓度的气体参照标准进行校准，可以得出甲烷浓度。
在进行测试前，还需要注意气体采样的准备工作，确保样品的纯度和代表性。
此外，测试人员还需要根据使用的具体设备和方法，遵循相应的操作规程和安全措施。
激光诱导荧光技术
平面激光诱导荧光技术
PLIF原理
激光诱导荧光光谱
利用一束脉冲激光将特定分子（或离子）由电子基态激 发至激发态，稍后测量分子由电子激发态驰豫放出的光 子，扫描激发激光的波长使它通过分子的吸收谱带，就 可以把荧光强度描绘成激发激光波长的函数，得到激发
光谱（Excited spectroscopy）。
人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准
的尺”、“最亮的光”。它的亮度约为太阳光的100 亿倍。
平面激光诱导荧光技术
PLIF介绍
荧光：当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是
紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并 且立即退激发并发出出射光（通常波长比入射光的的 波长长，在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发 光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被 称之为荧光。
大的作用。
平面激光诱导荧光技术
参考文献
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激光诱导击穿光谱检测原理及应用
激光诱导击穿光谱检测原理及应用
1 概述
激光诱导击穿光谱检测（LIFS）是一种利用高功率激光刺激样品表面来测量样品光谱特征的一种新兴技术。
它可以检测气体和液体样品中原子和分子的数量，并用于实时监测和分析化学反应、精准检测分析化学指标；同时可以使用的仪器和仪器的操作简单。
2 原理
LIFS的基本原理是利用高能量的激光束来激发样品表面的原子和分子，然后用探测器来检测其击穿后发出的电离辐射信号，从而可以在通常过程中分析激光诱导击穿光谱检测结果。
LIFS相比另一种光谱分析技术，即等离子共振光谱（ICP），具有更高的检测灵敏度、更快的检测速度和更高的高分辨率，并且可以在非挥发性样品中检测各种分子，从而对样品有效地分析测量。
3 应用
LIFS的应用领域很广。
从各种材料的分析和分析到电子和用电设备的故障诊断和快速检测，LIFS都可以发挥独特的作用。
例如，它可以帮助安全检查新合成材料，检测材料中的有毒物质，检测工厂排出的废气，以及检测地下残留污染物，等等。
另外，LIFS也可以通过检测轻质烃分子，为侦查火灾提供帮助。
此外，在其他行业，比如医药生物、环境科学等，LIFS都可以发挥极大的作用。
4 结论
总的来说，激光诱导击穿光谱检测是一种充满潜力的技术，可以在不同的领域发挥不同的作用，并且作为新兴的技术，具有更高的灵敏度、更快的检测速度和更高的分辨率等优势。
因此，随着这种技术的发展，有望在检测和监测等方面取得更多的成果。
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。
激光技术在水质检测中的应用研究
激光技术在水质检测中的应用研究水是生命之源，其质量直接关系到人类的健康和生态环境的平衡。
随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严峻，对水质检测的准确性和灵敏度提出了更高的要求。
激光技术作为一种先进的检测手段，凭借其高分辨率、高灵敏度和非接触式测量等优点，在水质检测领域展现出了广阔的应用前景。
一、激光技术的基本原理激光是一种具有高度相干性、单色性和方向性的光源。
在水质检测中，常用的激光技术包括激光诱导荧光（LIF）、拉曼散射（Raman scattering）、激光吸收光谱（LAS）等。
激光诱导荧光技术是基于某些物质在受到特定波长的激光激发后会发出荧光的特性。
不同的物质具有不同的荧光光谱，通过检测荧光的强度和光谱特征，可以对水中的污染物进行定性和定量分析。
拉曼散射则是激光与水分子或水中的杂质相互作用时，发生非弹性散射产生的一种现象。
拉曼散射光谱能够反映物质的分子结构和化学键信息，从而用于识别水中的各种化学成分。
激光吸收光谱是通过测量激光在通过水样时被吸收的程度来确定水中污染物的浓度。
由于不同物质对特定波长的激光吸收程度不同，因此可以根据吸收光谱的特征来定量检测污染物。
二、激光技术在水质检测中的具体应用（一）检测水中的有机物水中的有机物，如多环芳烃、农药、抗生素等，对人体健康和生态环境具有潜在危害。
激光诱导荧光技术可以快速、灵敏地检测出这些有机物的存在。
例如，对于一些具有强荧光特性的多环芳烃，如蒽、芘等，通过激发其荧光并测量荧光强度，可以准确测定其浓度。
（二）检测重金属离子重金属离子如汞、镉、铅等在水中的含量超标会导致严重的环境污染和健康问题。
利用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术，可以对水中的重金属离子进行实时检测。
LIBS 技术通过高能量的激光脉冲在水样中产生等离子体，分析等离子体发射的光谱，从而确定重金属离子的种类和浓度。
（三）检测微生物和藻类水中的微生物和藻类的过度繁殖会影响水质和水生态系统。
燃烧理论与基础 12第十二章 燃烧诊断技术
三、红外辐射及颜色定量测量技术
热辐射是物体因本身的温度而以电磁波形式 向外发射能量的物理现象。 辐射测温仪按工作原理可分为“亮度测温仪 ”和“辐射比测温仪”两大类。辐射比测温 仪可分为双色和多色测温仪。
火焰辐射频谱分析方法也属于红外辐射测 温范围。火焰频谱分析试验装置由光探头 、光电转换器、放大滤波电路、A/D转换和 计算机组成。其中光电转换（光电管）和 放大滤波电路均安装在光探头内。在滤波 电路中滤除了信号的高频噪声。火焰信号 频谱估计采用通用的周期图窗函数快速 FFT法。
第三节 数字图像处理方法
数字图像测量火焰温度主要的依据是热辐 射理论和三色法测量温度理论，包括普朗 克黑体辐射定律、维恩公式、斯蒂芬-波尔 兹曼定律和三色法测温公式等，利用BP神 经网络算法、最小二乘法和改进输入的神 经网络算法进行运算。该技术属于光学测 温技术范畴。
基于数字图像处理技术的温度测量系统主 要有火焰图像获取系统和图像采集处理系 统两部分组成。其中图像获取系统包括彩 色CCD摄像机；图像采集处理系统主要是 由一台包括图像采集卡和专用图像测温软 件的多媒体计算机构成。
从激光器发出的相干单色光用分光板分为 两束，一束光经扩束后用来照明被摄物体 ，此称物体光（O光）；另一束光经扩束直 接照射到高分辨率的全息底片上，此称参 考光（R光）。当来自物体的散射光即物体 光在全息底片上与参考光相遇就进行位相 比较，其结果是产生干涉条纹。干涉条纹 经曝光记录在底片上，这就完整的记录了 被摄物体形状和位相，存储了物体景物的 三维信息系。通过干涉条纹确定温度。
实时全息干涉法：首先记录一张位相物体 未变化时物光波标准波面的全息图。经显 影、定影处理后，将该全息图准确复位于 光路中的原来位置。然后，用位相物体变 化后的被测试物光与参考光同时照射全息 图，使直接透过全息图的测试物光波与全 息图所再现的原始物光波相互干涉，从而 获得实时全息干涉图。依据该干涉图上条 纹的变化情况确定被测物理量。
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，简称LIF）是一种用于测量物质分子吸收和发射光的光谱技术。
它通过使用高能激光器产生的脉冲光束照射样品，使样品中的分子被激发到高能级状态，然后通过自发辐射或外部光激励的方式返回到低能级状态，释放出荧光光子。
这些荧光光子可以被探测器捕捉并转换成电信号，进而得到样品的光谱信息。
LIF技术具有高灵敏度、高时间分辨率和空间分辨率等优点，因此在化学、生物、材料科学等领域得到了广泛应用。
例如，在环境监测中，LIF可以用于检测水中的重金属离子、有机污染物等；在生物医学研究中，LIF可以用于研究细胞内的蛋白质结构、代谢过程等；在材料科学中，LIF可以用于研究材料的光学性质、表面反应动力学等。
激光诱导荧光光谱作为一种强大的光谱分析工具，为我们提供了一种非侵入性、实时、高灵敏度的研究手段，有助于揭示物质的微观结构和动态过程。
随着激光技术和荧光探测技术的不断发展，LIF在未来的应用前景将更加广阔。
激光诱导荧光光谱技术
应用
(2)水质监测
LIF 遥测系统以355 nm 激发波长旳Nd-YAG晶体激 光器为激发光源, 脉冲宽度4 ns , 反复频率10Hz 。脉冲 激光经过卡塞格伦望远镜射入待测水体, 后向散射旳荧光 进入望远镜, 使用光纤分为两路, 一路经过干涉滤光片, 光电倍增管测量作为水拉曼光强度, 另一路经过安装有中 心波长为355 、450 和685 nm 三块干涉滤光片旳转轮, 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。测得旳瑞利散射光、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 浓度成线性正有关。
应用
目前LIF技术已应用于气体、液体、固体旳测量中及燃烧、 等离子体、喷射和流动现象中。
生物 医学
环境 其他
毛细血管电泳检测 病变诊疗 叶绿素荧光分析 基因突变 DNA分析
检测大气、 水体污染、
检测火焰、 流场等
应用
(1)叶绿素荧光寿命旳测量
采用波长355 nm旳激光作为光源激发叶绿素荧 光,由光电倍增管接受其荧光信号,因为被测叶绿素 荧光衰减函数与激光脉冲、仪器响应函数卷积在一 起,根据它们旳特征,利用时间辨别测量法分别测得 叶绿素荧光及其背景信号,并结合解卷积算法可分离 出真实旳叶绿素荧光衰减函数,从而获取叶绿素旳荧 光寿命. 该措施能够实现叶绿素荧光寿命旳高精度 实时监测,经过对不同叶绿素含量旳溶液荧光寿命测 试,证明叶绿素含量与其荧光寿命具有有关性, 拟定 了叶绿素含量与荧光寿命旳标定曲线.
处于高能态旳分子不稳定，在一定时间内它会从高能态返 回到基态。在此过程中，分子会经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。
lif 激光诱导烧结技术
lif 激光诱导烧结技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个超厉害的 LIF 激光诱导烧结技术！你说这 LIF 激光诱导烧结技术啊，就像是一位神奇的魔法师，能把各种材料变变变！它利用那厉害的激光束，就像有一双精准的手，把粉末材料一点一点地烧结在一起，变成我们想要的形状。
想象一下啊，一堆细细的粉末，原本它们只是各自为政，没啥大用处。
但当激光这个魔法光线照过来，哇哦，它们就开始团结起来啦，紧紧地黏合在一起，形成一个坚固又独特的物件。
这多神奇呀！这技术在好多领域都大显身手呢！比如说在制造业，它能快速地制造出各种复杂的零部件，而且精度还特别高。
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以前那些很难做出来的形状，现在对它来说都不是事儿！在医疗领域，它也能发挥大作用。
可以制作出适合病人的特殊医疗器械，更好地帮助医生治疗疾病。
这就好比给医生们配备了更厉害的武器，去对抗病魔呀！而且哦，它还在不断发展和进步呢！就像一个不断成长的孩子，越来越厉害。
说不定哪天，它就能创造出更多让我们惊叹不已的东西来。
你看，这 LIF 激光诱导烧结技术是不是特别牛？它就像一束光，照亮了我们生活中的很多方面。
它让我们的生活变得更加便利，更加精彩。
咱再想想，如果没有这项技术，那得失去多少可能性啊！那些精致的小玩意儿，那些救命的医疗器械，可能都不会那么容易出现了。
所以啊，我们真得好好感谢这个神奇的技术，感谢那些研究它的科学家们。
是他们让我们看到了科技的力量，让我们的生活变得如此不同。
这 LIF 激光诱导烧结技术，真的是未来的希望啊！难道不是吗？它就像一颗闪耀的星星，在科技的天空中绽放着属于它的光芒。
让我们一起期待它能带给我们更多的惊喜吧！。
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LIF测量原理一、光致发光物理基础发光可以定义为原子或分子从激发态到较低能态经历的辐射发射过程。
如果激发态是通过吸收入射辐射产生的，那么源于这种激发态的发射就称为光致发光。
1. 分子轨道理论根据分子轨道理论，两个原子轨道结合时既可以形成成键分子轨道（bonding molecular orbit），又可以形成反键分子轨道（anti-bonding molecular orbit）。
基态时分子中的电子占据成键轨道，有机分子中原子间电子云以头碰头形式形成的单键分子轨道叫做σ轨道，相应的电子叫σ电子；肩并肩形式形成的分子轨道叫π轨道，相应的电子叫π电子。
相应的反键轨道分别用σ*和π*表示。
另外还有很多物质还含有非键轨道（non-bonding electron），即未共用电子或孤电子对，用n表示。
当吸收一定能量后，一定能级之间的电子可发生下图所示的四种跃迁：σ->σ*、n->σ*、n->π*、π->π*。
σ* 反键轨道π* 反键轨道n 非键轨道π成键轨道σ成键轨道分子轨道及电子能级跃迁2. 单线态和三线态电子的自旋状态可以用自旋多重度表示，对于基态的原子，对于一个给定轨道中的两个电子，必定具有相反的自旋方向，因此自旋多重度总等于1，称为单线态；当一个电子被激发到能量较高的电子态时，激发态可能是单线态，也可能是三线态。
从单线态激发称为三线态的概率是相当低的，较单线态要低若干个数量级，三线态的寿命比单线态长得多。
3 激发光谱和发射光谱荧光现象属于光致发光，涉用到两种辐射，即激发光（吸收）和发射光，因而也都具有两种特征光谱，即激发光谱和发射光谱。
这是荧光定性和定量分析的基本参数及依据。
1）激发光谱通过测量荧光体的发光通量（即强度）随激发光波长的变化而获得的光谱，称为激发光谱。
激发光谱的具体测绘方法，是通过扫描激发单色器，使不同波长的入射光照射激发荧光体，发出的荧光通过固定波长的发射单色器而照射到检测器上，检测其荧光强度，最后通过记录仪记录光强度对激发光波长的关系曲线，即为激发光谱。
2） 发射光谱通过测量荧光体的发光通量随发射光波长的变化而获得的光谱，称为发射光谱。
其测绘方法，是固定激光发光的波长，扫描发射的光的波长，记录发射光强度对发射光波长的关系曲线，即为发射光谱。
物质的发射光谱也称为荧光光谱（或磷光光谱）。
3） 激发光谱和发射光谱的特征a 荧光发射光谱的形状与激发波长无关由于荧光发射是激发态的分子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态的各振动能级所产生的，所以不管激发光的能量多大，能把电子激发到种激发态，都将经过迅速的振动弛豫及内部转移跃迁至第一激发单重态的最低能级，然后发射荧光。
因此荧光光谱只有一个发射带，且发射光谱的形状与激发波长无关。
b 荧光激发光谱的形状与发射波长无关荧光发射的效率（称为量子产率）与激发光的波长无关，因此用不同发射波长绘制激发光谱时，激发光谱的形状不变，只是发射强度不同而已。
4. 荧光（或磷光）量子产率激发态分子的去激发包括两种过程，即无辐射跃迁过程和辐射跃进迁过程，辐射跃迁可发射荧光（延迟荧光）或磷光。
而有多少比例的激发分子发射出荧光（或磷光）呢？可以用荧光量子产率ΦF --有时也叫荧光效率或荧光产率（或磷光量子产率φP ）表示。
φF 定义为：荧光物质吸光后所发射荧光的光量子数与所吸光的光量子数之比，即:吸收的光量子数发射的光量子数=F φ或吸收荧光的分子数发射荧光的分子数=F φ 许多吸光物质并不能发射荧光，这是因为激发态分子的去激发（去活）过程中，除发射荧光（磷光）外，还有无辐射跃迁过程与之竞争。
所以，荧光量子产率与其他各种过程的速率常数有关。
ΦF 可以表示为:∑+=i f fK K K F φ式中，ΣK i 为无辐射跃迁各种过程的速率常数之和，即ΣK i ＝K IC ＋K ISC ＋K Q [Q]。
从上式可以看出，凡是能使K f 值升高而使其它K i 值它降低的因素，都可以提高量子产量，增强荧光。
对于高荧光分子（如荧光素）来说，Φf 接近于1，说明该分子的K f 较大，ΣK i 相对于K f 不可忽略不计。
一般荧光物质Φf 小于1，不发荧光的物质K f 为0，Φf ＝0。
一般说来，K f 主要取决于化学结构（上节已叙述），K i 则主要取决于化学环境因素，同时也与化学结构有关。
从各种速率常数还可以得到荧光寿命τf:∑+=i f K K 1τ磷光的量子产率ΦP 与荧光最子产率相似。
5. 荧光强度与荧光物质浓度的关系荧光强度I f 正比于吸收光量（光强）I a 及荧光量子产率Φf :I f =I a Φf吸收的光量（光强）I a 应为入射光强I 0与透射光的光强I t 之差，即：I a ＝ I 0－I t根据吸收定律（朗伯-比耳定律）：bc t I I ε-⋅=100所以)1()101()(303.2000bc f bc f f f f a f e I I I I I I εεφφφφ---=-=-==式中，ε为摩尔吸光系数，b 为样品溶液光程（即液池厚度），c 为样品摩尔浓度。
当浓度c 很小，吸收光量不超过总光量2％时，05.0<bc ε（约为0.02），则展开式的高次项可忽略，即:bc e bc εε303.21303.2-=-所以：bc I I f f εφ0303.2=当I 0及b 一定时: I f ＝Kc上式表明，荧光强度与荧光物质的浓度成正比，这是荧光分析法是量分析的依据。
但是应该注意此式只适合于荧光物质的稀溶液，当c 较大，即05.0>bc ε时线性关系将受到破坏。
其原因是受激后激发态分子与体系中其他分子碰撞，使其以非辐射跃迁形式去激化（去活），产生荧光猝灭或者激发态分子所发射的荧光被没受激发分子吸收，而又因Φf 一般少于1所以发生所谓的“自吸收”现象而使荧光减弱。
6. 荧光的猝灭荧光的猝灭（熄灭）从广义上说，指的是任何可使某给定荧光物质的荧光强度降低的作用，或者任何可使荧光强度不与荧光物质的浓度呈线性关系的作用。
从狭义上说，指的是荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子之间的相互作用，导致荧光强度降低的现象。
与荧光物质发生相互作用而使荧光强度降低的物质称为猝灭剂，荧光猝灭的形式很多，机理也比较复杂。
猝灭主要有为下几种类型：1）碰撞猝灭M与猝灭剂分子Q相碰碰撞猝灭是荧光猝灭的主要类型之一。
它指的是处于激发单重态荧光分子*1M释放热量给环境以无辐射形式跃迁回基态，产生猝灭作用（这种猝灭也称动态猝灭）。
这一过撞，使*1程可以表示如下：碰撞猝灭效应随温度升高而增强，而随粘度增大而降低。
2）生成化合物的猝灭生成化合物的猝灭也称为静态猝灭，它指的是基态的荧光物质与猝灭剂反应生成非荧光化合物，导致荧光的猝灭，可用下式表示：从上式也容易推导出荧光强度与猝灭剂平衡浓度之间的关系式中（I f）0及（I f）q分别为加入猝灭剂Q之前及之后的荧光强度，C M为荧光物质的总浓度。
上式与动态猝灭的关系式一样，只是常数K的意义不同。
利用上面的关系式可以用于荧光猝灭法的定量分析。
3）能量转移猝灭当猝灭剂吸收光谱与荧光体的荧光光谱有重叠时，处于激发单重态的荧光体激发分子的能量就可能转移到猝灭剂分子上或者猝灭剂吸收了荧光体发射的荧光，使荧光猝灭，而猝灭剂被激发，这是俗称“内滤作用”。
可用下式表示：4）氧的猝灭O2可以说是荧光和磷光的最普遍存在的猝灭剂。
对于溶液磷光来说，氧的猝灭作用是十分有效的，它可以导致通常观察不到溶液的室温磷光现象。
而对于溶液荧光来说，不同荧光物质和同一荧光物质和同一荧光物质在不同的溶剂中，对氧的猝灭作用的敏感性有所不同。
氧对溶液荧光产生猝灭作用的原因比较复杂，还没有一个完整的确定说法，可能包含着多种机理。
有的认为可能是由于三重态的氧分子和激发单重态的荧光分子相互作用形成激发单重态的荧光分子相互作用形成激发单重态的氧分子和激发三重态的荧光分子所引起的，如下式表示：也有的认为氧和其它顺磁性物质一样，它们之所以会使荧光猝灭，是由于它们能够促进激发单重态的荧光分子的系间跨跃（）以及提高荧光物质基态分子的系间吸收跃迁（）的几率；还有的认为荧光猝灭是由于荧光物质受到氧化的缘故。
5）转入三重态的猝灭在“重原子效应”段落已经叙述，溴化物和碘化物都能产生“重原子效应”，促使荧光分子激发单重态转入激发三重态，导致荧光的猝灭。
上面也已提及氧的猝灭作用也可能是O2促使荧光体分子转入激发三重态所致。
6）荧光物质的自猝灭当荧光物质的浓度较大时，会使荧光强度降低，荧光强度与浓度不成线性关系，称为荧光物质的自猝灭。
自猝灭可能有如下几个原因：a 荧光物质分子之间的碰撞能量损失，这实际上是能量的外部转移形式。
b 荧光物质的自吸收，当荧光物质的吸收光谱与荧光发射光谱重叠时，会发生自吸收现象，处于S1激发态的分子发射的荧光被处于基态的分子所吸收，使荧光强度降低。
c 荧光物质分子的缔合。
某些荧光体分子处于基态时会形成二聚体或多聚体，或者激发态分子1与基态分子M形成激发态二聚体1（M*M）。
这些聚合物与荧光单体一般都会具有不同的荧光特性，有的使荧光强度降低甚至不发射荧光，有的使光谱发生变化。
此外，还有电荷转移猝灭，光化学反应猝灭等，不一一叙述。