激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术作为一种新兴的物质分析方法,由其独特的无需样品预处理、无接触、多成分同时检测、实时在线测量等特性广泛应用于各种领域。高能量脉冲激光聚焦样品表面产生等离子体,等离子体遇冷辐射出元素特征光谱,通过对光谱进行分析实现元素的定性和定量检测。随着激光器、光谱仪、光学系统等仪器设备的发展,LIBS系统在远距离物质探测应用中越来越广泛,在现场实际测量中,由于周围环境、样品尺寸、样品状态等因素使得在LIBS远距离检测中存在样品位置抖动,改变了透镜到样品之间的距离。为了探索远距离检测中样品位置波动对典型光谱特征参数的影响,以及一定样品距离下允许样品位置波动的具体范围。本文搭载了包含共轴Schwarzschild望远镜在内的遥测LIBS光学系统,导轨位置取固定值时,用样品位置的移动来模拟检测现场物料表面位置的波动,研究典型光谱特征参数、光谱重复性、光谱相似度等参数随样品距离增加的变化趋势。主要内容如下:1、搭载了包含共轴Schwarzschild望远镜在内的遥测LIBS光学系统,望远镜中精密电控平移台的可移动范围即导轨位置变动范围为0-16mm,从最左侧0mm开始增加导轨位置,步长为1mm。采集每个样品距离下的光谱强度,样品距离每次增加1cm。当前系统聚焦范围为1.9-4.1m。2、根据采集到的原始光谱数据,经处理之后得出一定导轨位置下光谱特征参数随样品距离增加的变化趋势。以导轨位置分别在4mm和12mm处系统的检测结果为例进行分析,给出了LIBS谱线发射强度、元素特征谱线强度和等离子体温度与样品距离的关系曲线,并结合物理机制分析了特征参数变化现象产生的原因。3、计算得到一定样品位置下采集到的光谱数据的相对标准偏差,进而研究了实验光谱的重复性和稳定性;此外借助于相关系数法求得光谱相似度,在一定导轨位置下,一定样品距离对应的光谱相似度均在0.95以上。由光谱相似度在一定范围内的稳定性,求得一定样品距离下样品位置波动允差具体值,最后拟合出整个样品聚焦范围内样品距离与样品位置波动允差的相关曲线。在光谱相似度为0.99的情况下,样品位置波动允差的范围在70mm-220mm区间内。LIBS远距离检测中样品位置波动对典型光谱特征参数影响的研究,有助于遥测LIBS光学系统的设计。一定样品距离下,样品位置波动允差的确定,提高了光谱定性和定量分析的精确度。