對物質(zhì)成分的快速、準(zhǔn)確分析在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)檢測、食品安全、生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域有廣泛需求。激光光譜技術(shù)是具有響應(yīng)速度快、靈敏度高的純光學(xué)接觸方法，非常適于放射性、高溫等極端環(huán)境物質(zhì)的非接觸遠(yuǎn)距離探測，或是發(fā)展為便攜式儀器設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場快速檢測。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）是近年來正在發(fā)展的一種元素快速分析技術(shù)，它是利用高功率激光聚焦燒蝕待測樣品形成等離子體，通過測量等離子體發(fā)射光譜中原子、離子以及部分分子的特征譜線對樣品成分進(jìn)行分析，以譜線強(qiáng)度標(biāo)定元素含量。結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)方法對光譜特征進(jìn)行分析，可實現(xiàn)對有機(jī)物、爆炸物等復(fù)雜物質(zhì)的智能定性、定量分析，從而為爆炸物的探測和識別、合金牌號識別與微量元素定量分析、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源、文物碎片鑒別分析等提供新工具。

項目團(tuán)隊在國內(nèi)最早開展激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研究，研制成臺式、微型等多種規(guī)格激光光譜智能分析儀，也實現(xiàn)了30米國內(nèi)最遠(yuǎn)探測距離的LIBS光譜測量。針對復(fù)雜材料中元素成分快速檢測、材料種類快速識別等問題，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法引入到光譜分析中，實現(xiàn)了固體、液體、氣體中微量元素以及復(fù)雜有機(jī)物種類快速識別以及國內(nèi)最遠(yuǎn)距離的遠(yuǎn)程探測等，所研制裝備已服務(wù)于中國科學(xué)院多個研究所，在航空合金牌號識別、血清快速檢測、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地溯源、液體中重金屬檢測、文物碎片識別、痕量爆炸物以及核材料檢測等方面進(jìn)行了應(yīng)用。在Optics express、Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy等期刊發(fā)表論文30余篇，授權(quán)發(fā)明專利5項，并獲得陜西省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究優(yōu)秀成果獎、陜西省第六屆研究生創(chuàng)新成果展一等獎等。

本項目解決了激光燒蝕高精度定位、集成化光譜收集模塊、激光遠(yuǎn)程傳輸與聚焦、液體測量中的濺射污染、光譜智能分析方法等一系列技術(shù)難題，研制成高精度靶點定位臺式激光物質(zhì)分析儀，靶點定位精度好于0.05mm，對合金中微量元素含量測量誤差小于5%；利用自研微型納秒激光器研制的微型LIBS測量裝置總重量小于3kg；遠(yuǎn)程激光誘導(dǎo)擊穿光譜測量裝置探測距離可達(dá)30m。所研制的設(shè)備已提供給多個單位，在航空合金分析、植物產(chǎn)地溯源、痕量爆炸物探測、土壤分析、液體中重金屬檢測、血清檢測、霉菌分類等方面應(yīng)用。產(chǎn)地溯源與物質(zhì)分類準(zhǔn)確性達(dá)到97%以上。