CN109884038A - 一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及元素检测技术领域，具体涉及一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法；包括以下步骤：A1、激光发射模块发出的飞秒脉冲激光经过聚焦模块形成多束飞秒光丝；A2、在一类待测样品中选取一个试样添加已知浓度的X元素，使用飞秒光丝作用于该添加了X元素的试样，获得该类待测样品中X元素的谱线信号强度与浓度的关系；A3、结合测得的该类待测样品的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中通用的X元素的谱线信号强度与浓度的关系，实现无标样定标；其中，所述步骤A2中所述试样的特征谱线信号中不含有X元素的特征信号。本发明的方法能够克服基体效应，实现对测试元素的无标样浓度定标。

Description

一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法

技术领域

本发明涉及元素检测技术领域，具体涉及一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法。

背景技术

近些年来，对常见的样品元素的检测的需求日益增多，例如对水体和土壤中重金属元素的检测来监测与治理重金属的污染，对蔬菜、茶叶等有机物中各种元素的检测来评估其对摄入人体的影响好坏。

以最常见也是最为严重的土壤为例，土壤重金属污染是指由于人类的活动将重金属带入土壤中，致使土壤重金属含量明显高于其自然背景值，并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。重金属污染物主要指汞、镉、铅、铬、铜、镍、钴、锡以及准金属砷等元素。重金属污染物在土壤中的移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，具有明显的生物富集作用。重金属通过食物链进入人体后，潜在危害极大，严重危害人体健康。重金属污染已经成为备受关注的全球性环境污染问题之一，我国土壤重金属污染也十分严重。如何对重金属污染土壤实现灵敏检测是土壤监测与食品安全领域亟待解决的问题。

传统的物质分析检测通常采用取样后通过实验室化学试剂处理和光谱仪器进行分析的方法。虽然这些方法检测准确度高，但是传统的方法检测周期较长，不能进行快速即时检测，而且检测过程中化学试剂处理容易产生二次污染。最近，结合最新研究成果出现的一系列新型检测技术方法例如高光谱分析技术、电化学分析法、生物分析法、太赫兹分析法等，依然存在着预处理复杂、不能实时快速得出结果、容易造成二次污染等问题。能够简单预处理并快速实时分析土壤重金属含量是十分重要的。

激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)是近年来新兴的光谱检测技术，与其它光谱技术相比，因其具有样品预处理简单、实时、快速、微损、全元素分析等无可比拟的优势，得到了广泛的关注，也被广泛应用于冶金分析、环境监测、地质勘探、在线监控、国防等领域。该方法用于样品监测只需对样品进行简单处理甚至不需要处理即可进行激光诱导击穿光谱分析，但是存在着检测灵敏度不高，基体效应影响明显从而导致定标困难的问题。在不牺牲预处理的简便性与LIBS实验装置的传统简单性，如何克服基体效应是实现元素合理定标关键所在。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，采用飞秒光丝作用于待测样品的表面测定元素的浓度，能够克服基体效应，实现对测试元素的无标样浓度定标。

本发明的另一目的在于提供另一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，采用等离子体光栅作用于待测样品的表面测定元素的浓度，能够克服基体效应，实现对测试元素的无标样浓度定标。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，包括以下步骤：A1、激光发射模块发出的飞秒脉冲激光经过聚焦模块形成多束飞秒光丝；

A2、在一类待测样品中选取一个试样添加已知浓度的X元素，使用步骤A1形成的飞秒光丝作用于该添加了X元素的试样，形成等离子体荧光光谱并由光谱采集模块采集并进行检测，得到测得的特征谱线信号，结合测得的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中X元素的谱线信号强度与浓度的关系；

A3、结合步骤A2中测得的该类待测样品的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中通用的X元素的谱线信号强度与浓度的关系，由此即可结合测试所得元素特征谱线信号强度推断该类待测样品中其他试样中X元素的浓度，实现无标样定标；

其中，所述步骤A2中所述试样的特征谱线信号中不含有X元素的特征信号。

本发明的定标方法中，激光发射模块发射的飞秒脉冲激光经过聚焦之后形成飞秒光丝，飞秒光丝为飞秒脉冲激光能量达到一定阈值后，经过透镜聚焦可以在空气中形成丝状自束缚的等离子体通道，具有很高的电子密度。将此飞秒光丝作用于待测样品表面，产生一些含有待检测物质的原子、离子或电子的等离子团荧光，由光谱收集模块采集并检测，其光谱信号得以增强，从而提高检测灵敏度。飞秒光丝内飞秒激光脉冲峰值功率突破常规飞秒光丝峰值功率钳制的限制，获得比常规飞秒脉冲激光至少高一个量级的峰值功率密度，作用于待测样品表面，对物质原子激发更加彻底，诱导更强的等离子体荧光，克服了各种元素原子间发射光谱的互相干扰，解决了基体效应问题，使得同类待测样品的不同试样(所含元素不同)中同一元素可以通用同一条定标曲线关系来推断该元素在该类待测样品的不同试样中的浓度，从而可以无需标准样品来实现定量分析检测，能够克服基体效应对等离子体光谱的不利影响。另外，飞秒光丝脉宽较小，其荧光背景的影响小，飞秒光丝诱导击穿光谱的信噪比高。

优选地，在待测样品接触处设置有气体氛围，具体的，在飞秒光丝与待测样品接触处设置有气体氛围。

优选地，所述气体氛围的气体为氩气或/和氖气。

优选地，所述气体氛围中含有富含电子的金属粒子。

优选地，所述气体氛围中气体的流速为2-10L/min。

优选地，所述待测样品为土壤、有机物、聚合物或金属中的任意一种。

优选地，所述光谱采集模块为设置有ICCD相机的光谱仪，设置ICCD相机的采集延时时间范围为100皮秒至5纳秒之间，设置ICCD相机的采集时间范围为100-500纳秒。

优选地，所述光谱仪为中阶梯光栅光谱仪；所述中阶梯光栅光谱仪的工作模式设定为片上积分模式。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，包括以下步骤：B1、激光发射模块发出飞秒脉冲激光经过分束模块分束得到分束脉冲激光；

B2、所述步骤B1得到的分束脉冲激光经过时域同步模块后形成多束同步脉冲激光；

B3、所述步骤B2得到的多束同步脉冲激光经过聚焦模块形成多束同步飞秒光丝；

B4、在一类待测样品中选取一个试样添加已知浓度的X元素，使用步骤B3的飞秒光丝作用于该添加了X元素的试样，形成等离子体荧光光谱并由光谱采集模块采集并进行检测，得到测得的特征谱线信号，结合测得的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中X元素的谱线信号强度与浓度的关系；

B5、结合步骤B4中测得的该类待测样品的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中通用的X元素的谱线信号强度与浓度的关系，由此即可结合测试所得元素特征谱线信号强度推断该类待测样品中其他试样中X元素的浓度，实现无标样定标；

其中，所述步骤B4中所述试样的特征谱线信号中不含有X元素的特征信号。

本发明的定标方法中，激光发射模块发射的飞秒脉冲激光依次经过分束、时域同步、聚焦之后形成多束同步光丝，多束同步光丝在空间交叉形成空间周期调制的等离子体光栅，将此等离子体光栅作用于待测样品表面，产生一些含有待检测物质的原子、离子或电子的等离子团荧光，由光谱收集模块采集并检测，其光谱信号得以增强，从而提高检测灵敏度。等离子体光栅内飞秒激光脉冲峰值功率突破常规飞秒光丝峰值功率钳制的限制，产生空间周期调制的高峰值功率密度的飞秒激光脉冲，作用于待测样品，获得比常规飞秒脉冲激光至少高一个量级的峰值功率密度，作用于待测样品表面，诱导更强的等离子体荧光。本发明的方法可以克服基体效应对等离子体光谱的不利影响，无需标准样品即可实现待测离子浓度定标。另外，飞秒等离子体光栅的荧光背景的影响小(飞秒光的特点，脉宽较小)，飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱的信噪比高。

经时域同步和聚焦之后的多束同步光丝在空间交叉相互作用，形成空间周期调制的等离子体光栅，此为现有技术，再次不再赘述。

本发明的定标方法，采用飞秒等离子体光栅击穿光谱样品，飞秒脉冲激光的时域寿命为飞秒量级，传统的纳秒脉冲激光为纳秒量级，而等离子体光栅的时域寿命为微秒量级，采用等离子体光栅对物质的激发光谱，相较于飞秒脉冲激光或者纳米脉冲激光直接作用于物质，以飞秒脉冲激光为基础的等离子体光栅具有更高的峰值功率密度和电子密度，作用于待测样品的表面对物质原子激发更加彻底，克服了各种元素原子间发射光谱的互相干扰，解决了基体效应问题，使得同类待测样品的不同试样(所含元素不同)中同一元素可以通用同一条定标曲线关系来推断该元素在该类待测样品的不同试样中的浓度，从而可以无需标准样品来实现定量分析检测，能够克服基体效应对等离子体光谱的不利影响。

优选地，经分束模块分束之后产生的分束脉冲激光的数量为至少两束。

所述等离子体光栅包括至少两束同步光丝，多个等离子体光栅形成等离子体光栅级联。分束模块可为多个，进行多次分束。具体的，本发明中激光发射模块发射的飞秒脉冲激光至少经一次分束得到两束分束脉冲激光，两束分束脉冲激光经过时域同步和聚焦之后形成两束同步光丝，两束同步光丝在空间交叉形成空间周期调制的等离子体光栅；其中，两束分束脉冲激光也可以再分别经过多次分束即可得到多束分束脉冲激光，经聚焦模块之后形成多束同步光丝，多束同步光丝在空间交叉形成多个空间周期调制的等离子体光栅，多个等离子体光栅形成等离子体光栅联级。

优选地，在待测样品处设置有气体氛围，具体的，在等离子体光栅与待测样品接触处设置有气体氛围。

本发明中等离子体光栅内辅助气体经多光子电离，诱导产生高密度的电子，调节辅助气体的种类、流速、密度，调控气体分子电离从而调控等离子体光栅内的电子密度。辅助气体多光子电离产生的电子在等离子体光栅内由高功率密度飞秒脉冲激光驱动加速,被加速的电子与等离子体光栅内的气体分子碰撞进一步诱导雪崩式电离，提高电子密度。等离子体光栅的飞秒激光以及其中被飞秒激光加速的电子作用于待测样品,激化待测样品，获得等离子体击穿光谱,其光谱信号得以增强，从而提高检测灵敏度。等离子体光栅内高峰值功率激光及其加速的电子作用于待测样品表面，可诱导击穿常规激光消融难以激励的超硬材料、超稳定氧化物、陶瓷材料、等等。

优选地，所述气体氛围的气体为氩气或/和氖气。

选用氩气或者氖气作为气体氛围，能极大的增强待测样品的光谱信号，空气作为气体氛围，则光谱信号没有增强效果。

优选地，所述气体氛围中含有富含电子的金属粒子。

在形成的等离子光栅体通道中注入富含电子的金属粒子或者使等离子体通道作用在高电离势的辅助气体中，经多光子电离，使等离子体通道中诱导产生更高的电子密度，更为优选的所述金属粒子为纳米颗粒。

优选地，所述气体氛围中气体的流速为2-10L/min。

选用气体的流速为2-10L/min时，待测样品的光谱信号较强，气体流速太小或者太大均会导致待测样品的光谱信号的减弱。

优选地，所述待测样品为土壤、有机物、聚合物或金属中的任意一种。

以上待测样品由等离子体光栅击穿，可以检测电离势高难以实现激光直接激化的离子、重金属离子、分子离子等，获得离子发射的特征光谱。

优选地，所述光谱采集模块为设置有ICCD相机的光谱仪，设置ICCD相机的采集延时时间范围为100皮秒至5纳秒之间，设置ICCD相机的采集时间范围为100-500纳秒。

适当设置ICCD的相机的采集延时时间，可以成功规避飞秒脉冲激光对待测物的直接作用，仅收集等离子体光栅对待测物的激发光谱，相较于激光直接作用，等离子体光栅的电子密度更高，对物质的作用激发更彻底，克服基体效应对等离子体光谱的不利影响。延时时间设置为100皮秒-5纳秒为最佳；延时时间太短，会有背景噪声，特征信号产生不强，延时时间太长导致采集光谱特征信号时特征信号已经较弱，会影响测试灵敏度。对采集延时时间进行合理设置，可以隔离飞秒脉冲激光的影响，只采集等离子体光栅激发的荧光光谱，无强烈复杂的荧光背景干扰，可以提高待测元素特征谱线的信噪比，从而有助于提高元素检测的灵敏度。

设置ICCD相机的采集时间范围为100-500纳秒，采集时间过短，采集信号不完全，采集时间过长，采集信号太久，会将噪音信号也采集。

优选地，所述光谱仪为中阶梯光栅光谱仪；所述中阶梯光栅光谱仪的工作模式设定为片上积分模式。

使用中阶梯光栅光谱仪的片上积分模式可以有效累计数十、数百甚至数千发的等离子体光栅的作用光谱，提高信号强度，提高信号的信噪比；也可以使用重复频率更高的激光作为光源来充分发挥片上积分的优势，提高检测灵敏度。

本发明的有益效果在于：本发明的定标方法中，激光发射模块发射的飞秒脉冲激光经过聚焦之后形成飞秒光丝，飞秒光丝为飞秒脉冲激光能量达到一定阈值后，经过透镜聚焦可以在空气中形成丝状自束缚的等离子体通道，具有很高的电子密度。将此飞秒光丝作用于待测样品表面，产生一些含有待检测物质的原子、离子或电子的等离子团荧光，由光谱收集模块采集并检测，其光谱信号得以增强，从而提高检测灵敏度。飞秒光丝内飞秒激光脉冲峰值功率突破常规飞秒光丝峰值功率钳制的限制，获得比常规飞秒脉冲激光至少高一个量级的峰值功率密度，作用于待测样品表面，对物质原子激发更加彻底，诱导更强的等离子体荧光，克服了各种元素原子间发射光谱的互相干扰，解决了基体效应问题，使得同类待测样品的不同试样(所含元素不同)中同一元素可以通用同一条定标曲线关系来推断该元素在该类待测样品的不同试样中的浓度，从而可以无需标准样品来实现定量分析检测，能够克服基体效应对等离子体光谱的不利影响。另外，飞秒光丝脉宽较小，其荧光背景的影响小，飞秒光丝诱导击穿光谱的信噪比高。本发明的方法，采用飞秒光丝或者飞秒等离子体光栅击穿光谱，克服基体效应，实现对测试元素的无标样浓度定标。

飞秒光丝为飞秒脉冲能量达到一定阈值后，经过透镜聚焦可以在空气中形成丝状自束缚的等离子体通道，具有很高的电子密度。

飞秒脉冲光的时域寿命为飞秒量级，等离子体通道的时域寿命为微秒量级，适当设置ICCD的相机的采集延时时间，可以成功规避飞秒激光对物质的直接作用，仅收集等离子体通道对物质的激发光谱，相较于激光直接作用，等离子体通道的电子密度更高，对物质的作用激发更彻底，克服基体效应对等离子体光谱的不利影响。

本发明具有以下有益效果：本发明的定标方法，采用飞秒光丝或者飞秒等离子体光栅击穿光谱样品，飞秒脉冲激光的时域寿命为飞秒量级，传统的纳秒脉冲激光为纳秒量级，而等离子体光栅的时域寿命为微秒量级，采用等离子体光栅对物质的激发光谱，相较于飞秒脉冲激光或者纳米脉冲激光直接作用于物质，以飞秒脉冲激光为基础的光丝或者等离子体光栅具有更高的峰值功率密度和电子密度，作用于待测样品的表面对物质原子激发更加彻底，克服了各种元素原子间发射光谱的互相干扰，解决了基体效应问题，使得同类待测样品的不同试样(所含元素不同)中同一元素可以通用同一条定标曲线关系来推断该元素在该类待测样品的不同试样中的浓度，从而可以无需标准样品来实现定量分析检测，能够克服基体效应对等离子体光谱的不利影响

本发明采用的光路设计简单，稳定性好；以飞秒脉冲激光为基础的光丝或者等离子体光栅电子密度高，对物质作用激发更彻底，极大克服基体效应；飞秒等离子体通道及等离子体光栅的极高可拓展性；解决传统纳秒LIBS系统检测等离子体演化初期背景信号高的问题；聚焦光斑或者光丝直径下，提高测试的空间分辨率。

附图说明

图1为飞秒光丝或者飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱的原理图；

图2为飞秒等离子体光栅击穿光谱结构示意图；

图3为纳秒激光诱导击穿光谱测试的不同土壤中铬元素信号强度与铬元素浓度的关系图；

图4为未拉丝飞秒激光诱导击穿光谱测试的不同土壤中铬元素信号强度与铬元素浓度的关系图；

图5为飞秒光丝诱导击穿光谱测试的不同土壤中铬元素信号强度与铬元素浓度的关系图；

图6为飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱测试的不同土壤中铬元素信号强度与铬元素浓度的关系图。

附图标记为：1、激光器；2、分束模块；3、时域同步模块；4、聚焦模块；5、载物模块；6、光谱收集模块；7、待测样品。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-6对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

图1为飞秒光丝或者飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱的原理图。该方法原理如图1所示，一束飞秒脉冲激光直接进行聚焦形成光丝状的等离子体通道，或者经过分束、时域同步、聚焦后形成的两束光丝交叉相互作用，形成空间周期调制的等离子体光栅结构，作用于待测样品，激化待测样品，获得等离子体击穿荧光跃迁光谱，从而实现样品中元素的检测。

图2为飞秒等离子体光栅击穿光谱结构示意图。检测装置结构包括激光器1、分束模块2、时域同步模块3、聚焦模块4、载物模块5、光谱收集模块6，激光器1的飞秒脉冲激光经分束模块2分成能量比为1:1的两束飞秒脉冲激光，经过时域同步模块3再由聚焦模块4聚焦成飞秒光丝，调节两束飞秒光丝在空间相交，通过调节时域同步模块3来调节两束飞秒光四光程相同后干涉形成等离子体光栅，等离子体光栅作用到放置于载物模块5上的待测样品7表面，待测样品7表面被激发产生的等离子体跃迁荧光经光谱收集模块6采集，通过设置光谱收集模块6中的ICCD相机的采集延时为4ns、光谱仪工作模式为片上积分(累计500发激发光谱进行一次输出)，最终实现对被测试样品的成分元素的定标。去掉模块2和模块3即为飞秒光丝通道击穿光谱结构。

实施例2

将数种含有不同铬元素浓度的土壤分别称取0.2g用液压机以4MPa的压力压1分钟得到直径13mm的土壤压片用于测试。将单脉冲能量60mJ、重复频率5Hz的纳秒激光脉冲聚焦到土壤样品压片表面，测试土壤中铬元素光谱信号强度。

图3为测试的不同土壤中铬元素427.4nm谱线信号强度与铬元素浓度的关系图。从中可以看出传统方法直接压片用纳秒激光测试不同土壤的元素信号强度与浓度关系基本不存在一致性，表明此时的测试中存在这明显的基体效应，这将导致无法进行土壤元素定标，无法进行定量检测。

实施例3

将数种含有不同铬元素浓度的土壤分别称取0.2g用液压机以4MPa的压力压1分钟得到直径13mm的土壤压片用于测试。将单脉冲能量0.3mJ、重复频率1kHz的飞秒激光脉冲聚焦到土壤样品压片表面，测试土壤中铬元素光谱信号强度。

图4为测试的不同土壤中铬元素427.4nm谱线信号强度与铬元素浓度的关系图。从中可以看出直接压片用飞秒激光测试不同土壤的元素信号强度与浓度关系虽然还是不够一致，但是已经呈现出一定的线性相关性，表明此时的飞秒激光对减弱抑制基体效应已经初有成效。

实施例4

将数种含有不同铬元素浓度的土壤分别称取0.2g用液压机以4MPa的压力压1分钟得到直径13mm的土壤压片用于测试。将单脉冲能量1.0mJ、重复频率1kHz的飞秒激光脉冲聚焦形成光丝，将光丝作用在到土壤样品压片表面，测试土壤中铬元素光谱信号强度。

图5为测试的不同土壤中铬元素427.4nm谱线信号强度与铬元素浓度的关系图。从中可以看出直接压片用飞秒光丝测试不同土壤的元素信号强度与浓度关系呈现出很好的线性相关性，表明此时的飞秒光丝作为激发源激发测试土壤样品极大程度的减弱抑制了基体效应，使定标定量测试复杂样品元素成为可能。

实施例5

将数种含有不同铬元素浓度的土壤分别称取0.2g用液压机以4MPa的压力压1分钟得到直径13mm的土壤压片用于测试。将单脉冲能量2.3mJ、重复频率1kHz的飞秒激光脉冲经1:1的分束片进行分束，然后调节两束脉冲光时域同步后经过同一块聚焦透镜形成光丝，交叉作用形成空间周期性调制的等离子体光栅，将光栅作用于土壤样品压片表面，测试土壤中铬元素光谱信号强度。

图6为测试的不同土壤中铬元素427.4nm谱线信号强度与铬元素浓度的关系图。从中可以看出直接压片用飞秒等离子体光栅测试不同土壤的元素信号强度与浓度关系呈现出很好的线性相关性，表明此时的飞秒等离子体光栅作为激发源激发测试土壤样品极大程度的减弱抑制了基体效应，使定标定量测试复杂样品元素成为可能。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：包括以下步骤：A1、激光发射模块发出的飞秒脉冲激光经过聚焦模块形成多束飞秒光丝；

A2、在一类待测样品中选取一个试样添加已知浓度的X元素，使用步骤A1形成的飞秒光丝作用于该添加了X元素的试样，形成等离子体荧光光谱并由光谱采集模块采集并进行检测，得到测得的特征谱线信号，结合测得的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中X元素的谱线信号强度与浓度的关系；

A3、结合步骤A2中测得的该类待测样品的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中通用的X元素的谱线信号强度与浓度的关系，由此即可结合测试所得元素特征谱线信号强度推断该类待测样品中其他试样中X元素的浓度，实现无标样定标；

其中，所述步骤A2中所述试样的特征谱线信号中不含有X元素的特征信号。

2.一种飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：包括以下步骤：B1、激光发射模块发出飞秒脉冲激光经过分束模块分束得到分束脉冲激光；

B2、所述步骤B1得到的分束脉冲激光经过时域同步模块后形成多束同步脉冲激光；

B3、所述步骤B2得到的多束同步脉冲激光经过聚焦模块形成多束同步光丝，多束同步光丝在空间交叉形成空间周期调制的等离子体光栅；

B4、在一类待测样品中选取一个试样添加已知浓度的X元素，使用步骤B3的等离子体光栅作用于该添加了X元素的试样，形成等离子体荧光光谱并由光谱采集模块采集并进行检测，得到测得的特征谱线信号，结合测得的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中X元素的谱线信号强度与浓度的关系；

B5、结合步骤B4中测得的该类待测样品的特征谱线信号中X元素的谱线信号强度和X元素的浓度即可以获得该类待测样品中通用的X元素的谱线信号强度与浓度的关系，由此即可结合测试所得元素特征谱线信号强度推断该类待测样品中其他试样中X元素的浓度，实现无标样定标；

其中，所述步骤B4中所述试样的特征谱线信号中不含有X元素的特征信号。

3.根据权利要求2所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述步骤B1中，经分束模块分束之后产生的分束脉冲激光的数量为至少两束。

4.根据权利要求1或2所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：在待测样品处设置有气体氛围。

5.根据权利要求4所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述气体氛围的气体为氩气或/和氖气。

6.根据权利要求4所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述气体氛围中含有富含电子的金属粒子。

7.根据权利要求4所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述气体氛围中气体的流速为2-10L/min。

8.根据权利要求1或2所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述待测样品为土壤、有机物、聚合物或金属中的任意一种。

9.根据权利要求1或2所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述光谱采集模块为设置有ICCD相机的光谱仪，设置ICCD相机的采集延时时间范围为100皮秒至5纳秒之间，设置ICCD相机的采集时间范围为100-500纳秒。

10.根据权利要求9所述的飞秒等离子体通道击穿光谱无需标样的定标方法，其特征在于：所述光谱仪为中阶梯光栅光谱仪，所述中阶梯光栅光谱仪的工作模式设定为片上积分模式。