Table of Contents
相对标准偏差（RSD）是衡量 LIBS（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy）信号稳定性的重要指标。由于实验参数波动和基体效应，原始 LIBS 信号通常存在较大的波动。以下总结了几种降低 RSD 的常见方法及相关文献。
核心思路 Link to 核心思路
- 通过归一化削弱实验波动带来的强度漂移
- 引入等离子体物理参数，建立更具物理意义的校正
- 利用全谱或多模态信息提升整体稳定性
1. 内标法归一化 (Internal Standard Normalization) Link to 1. 内标法归一化 (Internal Standard Normalization)
内标法是最常见的数据处理方法，通过将待测元素谱线强度与内标元素（通常是基体元素）谱线强度之比作为分析信号，以抵消实验条件的波动。
文献推荐： Critical review and advices on spectral-based normalization methods for LIBS quantitative analysis
2. 利用背景信号 (Use Background) Link to 2. 利用背景信号 (Use Background)
利用连续背景辐射作为内标进行归一化，在某些情况下也能有效校正信号波动。
3. 利用全谱面积 (Use Whole Spectral Area) Link to 3. 利用全谱面积 (Use Whole Spectral Area)
使用整个光谱区域的积分强度进行归一化，适用于光谱波动较为一致的情况。
文献推荐： Preliminary evaluation of laser induced breakdown spectroscopy for slurry samples
4. 利用等离子体特征参数 (Plasma Parameters) Link to 4. 利用等离子体特征参数 (Plasma Parameters)
利用等离子体温度和电子密度/粒子数密度来校正光谱信号。这是一种基于物理机制的方法。
方法详解：利用等离子体密度降低信号波动 Link to 方法详解：利用等离子体密度降低信号波动
该文章研究了一种利用等离子体特性来减少 LIBS 测量不确定性的方法。
核心问题 Link to 核心问题
- 不确定性来源：激光功率密度、样品-焦点距离、延迟时间等实验参数的波动，以及物理化学基体效应。
- 影响机制：这些波动直接改变了等离子体的温度（影响能级分布）和电子密度（影响电离程度），从而导致发射线强度不稳定。
解决方案 Link to 解决方案
单脉冲分析 (Pulse-to-Pulse Analysis)：
- 采用 玻尔兹曼分布归一化 修正温度影响。
- 采用 离子-原子比例归一化 修正电离度影响。
- 效果：RSD 从 18.83% 降低到 9.17%。
多脉冲分析 (Multi-Pulse Analysis)：
- 由于多脉冲下温度波动剧烈，结合 全谱区域归一化 和 离子-原子比例归一化 效果最佳。
- 效果：最佳模型（Model IV）提供了 R² = 0.9511 的校准曲线和 RMSEP = 1.57% 的低预测误差。
结论 Link to 结论
直接利用等离子体物理参数（温度、电子密度）进行校正，是比传统统计学归一化更具物理意义的方法，特别适用于复杂或不均匀样品的分析。
5. 利用声学与图像信息 (Acoustic and Image Information) Link to 5. 利用声学与图像信息 (Acoustic and Image Information)
通过采集等离子体产生时的声波信号或图像特征（如等离子体大小、形状）作为辅助变量进行归一化。
文献推荐： Applying plasma acoustic and image information for underwater LIBS normalization
选择建议 Link to 选择建议
- 样品基体差异大：优先内标法或等离子体参数法
- 光谱波动一致性高：全谱面积归一化更稳定
- 场景复杂或水下测量：结合声学/图像信息提升鲁棒性
注意事项 Link to 注意事项
- 归一化参数应与分析线选择一致，避免引入新噪声
- 不同方法的效果与实验条件强相关，建议小规模对照验证
- 保持采样流程一致，避免由制样或采样引入系统误差
小结 Link to 小结
- 传统归一化方法适合快速落地
- 等离子体参数法能提供更可解释的物理校正
- 组合多种信号源往往能进一步降低 RSD