1. 本选题研究的目的及意义
随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益突出，对环境和人类健康构成严重威胁。
传统的重金属检测方法，如原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）和电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）等，存在着操作繁琐、成本高昂、无法实现现场快速检测等局限性。
因此，迫切需要开发一种快速、准确、便捷的重金属探测技术。
2. 本选题国内外研究状况综述
激光诱导击穿光谱（LIBS）技术作为一种新型的原子发射光谱技术，近年来在环境监测、工业过程控制、生物医学等领域得到了广泛应用。
国内外学者在LIBS技术的基础理论、仪器研制、应用研究等方面取得了丰硕的成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.LIBS重金属探测系统硬件研制:系统总体方案设计:确定系统的功能需求和性能指标，设计系统的总体架构，包括激光器、光谱仪、样品室、控制系统等主要模块。
激光器选型及参数设计:选择合适的激光器作为激发光源，并对其参数进行优化，以获得高质量的LIBS信号。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的研究方法，逐步开展以下研究工作：
1.理论分析阶段:深入研究LIBS技术的基本原理、影响因素和关键技术，查阅国内外相关文献，了解LIBS技术在重金属检测方面的最新研究进展，为系统设计和实验研究奠定理论基础。
本阶段将重点关注以下几个方面：（1）LIBS技术的物理机制和影响因素，包括激光与物质相互作用、等离子体产生和演化、光谱发射和特征谱线等；（2）LIBS定量分析方法和模型，包括内标法、外标法、化学计量学方法等；（3）LIBS技术在重金属检测方面的应用现状和发展趋势，包括土壤、水体、食品等不同应用领域的最新研究进展。
2.系统设计与搭建阶段:根据研究目标和功能需求，设计LIBS重金属探测系统的总体方案，包括硬件部分和软件部分。
5. 研究的创新点
本研究拟从以下几个方面进行创新：
1.系统集成创新:集成激光器、光谱仪、样品室等关键器件，开发基于LIBS技术的重金属探测系统，实现对环境样品中重金属元素的快速、准确、现场检测，填补国内LIBS技术在该领域的空白。
2.算法优化创新:研究LIBS光谱数据预处理算法和定量分析模型，提高系统的灵敏度、稳定性和可靠性，特别是针对复杂基体环境下的重金属检测，开发新的算法和模型，提高LIBS定量分析的准确性和可靠性。
3.应用拓展创新:将LIBS技术应用于土壤、水体等环境样品中重金属检测，并探索其在食品安全等领域的应用，拓展LIBS技术的应用范围，为环境监测、食品安全等领域提供新的技术手段。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 陆继东, 邢达, 张玉钧, 等. 激光诱导击穿光谱技术及其定量分析方法研究进展[J]. 光谱学与光谱分析, 2018, 38(1): 230-238.
[2] 孙长凯, 刘昆, 王新, 等. 激光诱导击穿光谱技术在土壤重金属检测中的应用[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(16): 1614002.
[3] 张蕾, 王志超, 王智, 等. 激光诱导击穿光谱技术在食品安全检测中的应用[J]. 食品科学, 2020, 41(10): 304-310.
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