刘玉柱团队在Optics and Lasers in Engineering期刊发表题为“The online in situ detection of indoor air pollution via laser induced breakdown spectroscopy and single particle aerosol mass spectrometer technology”的论文。空气是人类赖以生存的要素之一，空气环境污染问题的解决依赖于光电探测技术的发展。然而，由于空气污染状况处于时刻变化中，需要实现对其在线探测，对于空气成分以及空气中气溶胶颗粒物、挥发性有机物（VOCs）、重金属元素、含硫化合物等害污染物物质在线探测是一个很大的挑战。
刘玉柱研究组研制了激光诱导击穿光谱（LIBS）实验系统、激光质谱实验系统、激光拉曼实验系统、激光光解离测量系统等，并建立和发展了适用于空气成分探测的高精度数学计算模型和机器学习算法。刘玉柱团队以工业焊锡等作业场景为例，将LIBS实验系统应用于焊锡场景环境空气中的碳排放、烟尘气溶胶重金属（Sn、Pb）、以及挥发性有机物等的直接探测，获取其元素指纹光谱（图4），并根据标准浓度样品实验建立定量化分析模型。另外，课题组联合暨南大学质谱团队，通过自行研制的单颗粒气溶胶质谱系统实现焊锡烟尘气溶胶重金属（Sn、Pb）的同位素分布追踪。该工作将为局域空气污染的在线原位探测研究提供重要的实验基础与技术支撑。
图4.基于LIBS技术的焊锡工业场景中环境空气原位在线光谱（有铅锡线和无铅锡线）
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2023.107974