自從1960年第一臺紅寶石激光器的發明為原子光譜分析注入新鮮血液之后，類似于火花源的激光光束聚焦擊穿現象即見諸文獻報道。1962年 Jarrell-Ash的Brech發表第一篇關于用激光產生等離子體進行分析的文章，標志著激光燒蝕分析技術的誕生。1964年，得益于激光器Q開關脈沖技術，使得激光燒蝕無需通過輔助電極放電，直接通過激光產生等離子體進行分析，這也是今天LIBS的雛形。至20世紀80年代，美國Los Alamos實驗室利用激光等離子體的光譜信息實現了對于物質元素信息的測量，從而將該技術正式命名為LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)。本世紀分析領域的一大新聞就是美國NASA采用LIBS技術作為火星車表面礦物分析手段——ChemCam，并出色地完成了科考任務。因而，LIBS技術的應用也相應地成為了一大研究熱門。與其他常用元素分析的方法相比，其主要優點有:
（1） 利用激光特有的性能，可實現遠程、實時、在線元素檢測。
（2） 儀器體積相對較小，適用于現場分析、可在惡劣條件下進行測定。
（3） 可用于各種形態的固體、液體甚至氣體分析，而且無需繁瑣的樣品前處理過程，分析簡便、快速。
（4） 可測定難溶解的高硬度材料，對樣品尺寸要求不嚴格，且對樣品的破壞性小，實現微損甚至近于無損檢測，樣品消耗量極低(約0.1μg-0.1mg)。
（5） 分析時間短，從激光脈沖發射到信號收集的整個過程僅僅需要毫秒級別的時間。
（6） 可進行多元素同時檢測。
遠距離輻射光接收技術及光纖傳感技術的迅速發展使得激光技術對高溫、惡劣環境下的非接觸分析得以實現，對環境的較好適應性使其成為優秀的原位監測手段，賦予其優異的實用性。憑借著以上優勢，LIBS技術在光譜分析領域的舞臺上嶄露頭角。在過去的三十多年中，國際研究者對LIBS的理論基礎進行了大量的研究工作。主要集中于高速相機拍攝LIBS等離子體形貌、不同物質時間分辨譜圖、LIBS等離子體溫度及電子數密度的估算、激光與物質相互作用機理的研究等。
基于LIBS技術的痕量分析和在線檢測的儀器設備已經開始進入市場。國外已出現較為成熟的商品化儀器，但是，昂貴的銷售價格限制了其使用對象，核心技術的壟斷以及可能涉及到的重要戰略作用，成了束縛國內研究及應用領域的一根鐵鏈。國內LIBS技術相對起步較晚，目前雖有一些高校及科研單位從事LIBS技術的研究，但大部分仍偏向于理論及方法的探索，研究目的多為對基礎理論的探討與改進。作為高新技術產業，國內沒有相應的自主研發及集成的技術企業，相關產品均來自國外。但目前國內市場中的LIBS進口儀器并沒有形成壟斷地位或者一家獨大的狀況，行業處于多家企業共存，百家爭鳴的狀態，具有代表性的主要有IVEA、Applied Phonics、Applied Spectra、TSI、牛津等公司。作為一種新興技術，上述公司的不同型號產品也都是在近幾年剛剛進入中國市場。
從目前LIBS發展現狀來看，主要有以下幾大方向：
趨勢一：便攜化
近年來，隨著對工業節能減排的要求，以及環境污染事件頻發、食品安全等一系列問題、快速檢測儀器得到了極大的重視。對于軍事國防業及突發事件對快速響應的需求，環境監測與地質對在線監測的需求，歷史文化遺產對于不可移動物質判別的需求，LIBS技術以其無樣品預處理，多形態分析以及無輻射危害的優勢成為現場檢測技術最新發展的熱點，而便攜化無疑是這一技術的一大發展趨勢。這類儀器不但要考慮儀器的集成度和穩定性等基本指標，還需要考慮能耗、抗振動、工作環境等問題。
無論是IVEA的手持LIBS還是TSI的車載小型LIBS儀器，都是在現有儀器基礎上形成的小型化儀器，此外，牛津的手持儀器已經可以實現電池操控，五秒內對鋼鐵樣品實現分類定性，這是商業化LIBS的一大進步，值得所有面向應用的科研團隊學習。而對于國內的LIBS技術來說，依然多是基于實驗室的研究儀器，需要復雜的參數調節與嚴格的檢測環境。在此背景下，我們分析儀器研究中心團隊首次實現了便攜式激光誘導擊穿光譜分析儀器的國產化。便攜式激光光譜分析儀(LIBS Mobile)以及體積更小、質量更輕，更適用于野外現場樣品快速分析的手持式LIBS儀器：手持式激光光譜分析儀(LIBS Mini)，均能在數秒之內在原地完成對固體、液體甚至氣體形態的物質的完整在線元素分析，因此該類便攜式儀器可用于地質、環境、安保、古董、冶金、表面處理及電子器件現場分析。
趨勢二：專用化
在實際應用中，要摒棄“一機多用”的面面兼顧思維模式，不僅浪費資源，也往往使儀器不能達到最優的使用效果。對于不同的使用需求，要開發各種有針對性的實用儀器。專用儀器的使用成本和檢測精度都會得到有效的改善。針對特定的檢測對象和檢測指標，關鍵還要有大量的、穩定可靠的校正模型以及模型的維護和二次開發能力。以牛津mPulseTM為例，其抓住鋼鐵分類為應用點，采用聚類分析的手段，雖然限制了LIBS技術的應用范圍，但是同時也降低了儀器成本，提高了測定速度與準確率。只有跟用戶單位的有效溝通和通力協作才能夠實現LIBS技術的真正專用，比如我們分析儀器研究中心的LIBS儀器，就是在基于成熟的便攜LIBS系統的基礎上，根據來自地質研究院以及鋼鐵集團的實際需求，對儀器的硬件參數與軟件操作進行改進與升級。同時，建立了LIBS技術用于巖性識別的方法體系，并借助于化學計量學手段開展基體校正研究，探索了地層樣品的LIBS元素定量-半定量分析的模型部分。
趨勢三：核心零部件研制和創新
國家對于國產科學儀器的發展給予了高度的關注和資金支持，而核心零部件性能對于儀器整體性能的提升至關重要。光柵是光譜儀器的核心部件，光柵刻劃集精密機械、光學技術于一身。但目前我國光柵、檢測器、掃描裝置等部件多依賴于進口。因而，積極采用以及自主研發國產部件對于最終成型儀器的商品化上市以及產品的競爭力具有極大的推動作用。優質光電倍增管檢測器;光譜分析用多維固體檢測器—線陣、面陣式CCD檢測器;高刻線密度、高光通量全息光柵;中階梯閃耀光柵;高強度短弧氙燈-連續光源等，這些國內或較少有自主產品，或相應的質量和性能不及國外產品。最重要的是，儀器成本往往取決于相關部件的成本，若我們僅僅靠裝配組裝技術，永遠無法掌握真正的核心技術，也難于形成有國際競爭力的產品。反過來，LIBS技術的大力發展，不僅對于技術本身有積極意義，對于零部件國產化的進程也具有極大的促進作用。許多業內人士都曾呼吁大家關注儀器核心零部件的研制。在這一點上，我們的LIBS研發團隊對此也深有體會。
趨勢四：分析方法的創新
只有單純的譜圖，是遠遠無法滿足工業分析需求的。而簡單的線性擬合方法，又會受到基質效應等因素的影響。對于分類方法來說，固定不變的參數同樣會因為外界基質的變動而在實際應用中產生較大誤差。大多數LIBS分析軟件依賴于光譜儀的操控，僅僅是獲得元素的譜圖，而后續再采用第三方軟件進行處理;亦或是通過最小化參數的改變來實現定性測定的要求。可以說，沒有合適分析方法的LIBS儀器僅僅是硬件的堆積。只有加入分析方法學，統計算法學等，才能夠實現LIBS技術的有效應用。這一點也是國外現有LIBS技術的一個共性問題，其操作或過于繁復，或過于簡單，用戶需要自己考量的部分太多。因此，我們的研發團隊在對于分析參數的變動與軟件的簡化，實現原位物質瞬時定性與快速定量等方面，結合光譜特征譜線識別與標定方法，在整體上完成了自動化實驗平臺的研發與設計，為整個LIBS實驗過程的自動化控制打下了堅實的基礎。
趨勢五：技術聯用
近年來，由于激光光譜儀器部件的趨同性，技術發展的一大趨勢是將之與其他檢測技術聯用，例如將LIBS多元素檢測能力和拉曼技術或熒光技術在分子層面的檢測能力相結合，得到更為全面的物質成分信息。我們提出開發兼具原子光譜和分子Raman光譜的LIBRAS(Laser Induced Breakdown Raman Spectroscopy)系統，實現激光光譜儀對樣品中元素和物質種類的鑒別和量化，這是分析技術的一次重點跨越，在推進分析測試技術方面將具有革命性的意義。另外，通過與傳統富集方法的結合或者是創新的信號增強技術也是目前LIBS 技術研究工作中的一個重要方向。隨著網絡技術的發展，分析儀器與移動網絡和云技術的聯用可以對于遠距離測試，異地操控等實際應用有極大價值，其潛力亦不可忽視。
趨勢六：遙測
目前納米脈沖激光器的使用已經可以進行長達百米左右距離的固體目標遙測。通過使用有效的聚焦透鏡對激光束遠程高度聚焦，已經實現了遠距離的等離子體激發和收集。隨著LIBS儀器的日趨成熟，今后可能將其安裝在遙控操作式載體上，完成對空氣、地面甚至水下檢測任務。以火星探測為例，在航天應用時，不可能將探頭固定于某一位點，應用LIBS技術，在非接觸的遠距離條件下即可獲得巖石的測定結果，因而LIBS技術繼火星車ChemCam之后又一次被選為金星探測用儀器。
趨勢七：提高可靠性
可靠性是分析儀器的靈魂和生命線。對于當前的LIBS系統，可靠性仍然是發展中亟待解決的問題之一。此外，在儀器完善過程中，必須采取一系列可靠性設計分析工作，做好可靠性試驗與驗證工作。當務之急是建立可靠的檢測范圍和實驗方法來鞏固和完善其在定量分析中的實用性，盡快制定出完善的檢測標準，得到行業的認可，從而以最快速度擴大LIBS技術的應用范圍。為此，我們的研發團隊在前期激光等離子體空間分辨性質研究的基礎上，對儀器的光學收集系統進行了創造性地改良，保證了信號收集效率的增強，提高了儀器的靈敏度，并通過光學技術的進步，采用單脈沖雙光束激發的LIBS專利技術，能夠有效地避開等離子體的遮蔽效應，使最終激光能量受外界環境干擾因素顯著地降低。
綜上所述，LIBS技術的發展正呈現出突飛猛進的勢頭，其研究熱點主要集中于更高的靈敏度、更高的準確性、更好的選擇性、更高的自動化程度、儀器的小型化和智能化等方面。在國外已經被廣泛地應用于環境、國防、航空、冶煉等領域中，并且在很多領域中展現出取代傳統的原子光譜技術占據主導地位的勢頭。對LIBS系統的設計裝配，堅固耐用與用戶友好型的商業化過程是LIBS未來發展的關鍵。毫無疑問，LIBS要更加充分地發揮其市場潛力，必將在現在的價格上進行大幅調整，向低成本邁進。同時，必須發展現場便攜式系統，建立可靠的檢測范圍和實驗方法來鞏固和完善其在定量分析中的實用性。總而言之，LIBS的未來比過去任何時刻都要光明，作為元素分析領域最耀眼的一顆新星，需要我們以國人特有的頑強精神和銳意進取的態度，做大做強，趕超國際領先水平，讓世界感受到國際化標準下國產儀器的嶄新面貌，在LIBS發展史上留下濃墨重彩的一筆。
