激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种原子发射光谱检测技术，该技术利用高能脉冲激光聚焦于样品表面，烧蚀样品产生等离子体，等离子体在演化过程中发射对应元素光谱，利用谱线可以对元素进行定性和定量分析。LIBS具有多元素同时分析、微损、检测速度快、能够对各种形态进行检测等优点，使得LIBS技术在环境保护、钢铁冶炼、矿石、金属分拣以及航空航天等领域进行广泛应用，具有广阔的应用前景。但是LIBS技术具有稳定性差的缺点，特别是对于不均匀样品需要进行扫描检测，而生物材料样品其自身的结构比较复杂，样品表面不平且分布不均匀等特点。针对生物材料样本情况，本文设计了基于DP-LIBS的生物材料元素分布分析系统系统，用以提高信号稳定性和对样本的扫描检测，主要研究成果:　　1、采用双脉冲激光诱导击穿光谱技术(DP-LIBS)设计，提高了元素分析检测限。同时在双脉冲激光器上加入成像系统、三维移动平台对样品进行实时成像，精确确定烧蚀点位置;通过成像系统与三维移动平台相结合，实现生物材料样品待烧蚀点实时自动聚焦，保证激光每次都能够聚焦在样品表面相同上。　　2、基于LabVIEW编写的控制软件对共线DP-LIBS实验系统与CCD相机、三维移动平台进行有效控制。通过图像清晰度评价、自动聚焦算法和三维移动平台相结合实现样品自动聚焦功能，能够对样品实时和自动聚焦，保证每次激光烧蚀样品位置一致，提高信号的稳定性。根据对样品成像能够与坐标系相关联，能够对样本进行微区扫描检测。　　3、通过实验验证发现:采用自动聚焦系统，光谱强度的相对标准偏差(RSD)从167％降低到6.7％;对钢样中Cr和Mn元素定量分析的相关系数分别从0851和0639提高到0.947和0923。将LIBS和成像系统相结合对水稻籽粒进行扫描检测，发现Na和K在胚中光谱信号强度最高，糊粉层含量其次，胚乳含量最低。结果表明，本系统不但可以提高信号的稳定性和测量精度，而且能够实现对生物样本进行微区扫描检测。