目前市场上的许多 LIBS 成像系统采用我称之为“半顺序式光谱仪架构”的设计：将 Czerny-Turner 光谱仪与 ICCD 相机配合使用，每个单元负责一个较窄的光谱窗口；在高分辨率下，通常为 10 nm，在较低分辨率下则可达到 20 或 40 nm。

这种设计的经济成本带来了一个现实约束。

单个 Czerny-Turner/ICCD 单元的成本约为 135,000 美元。如果采用这种方式覆盖元素周期表中具有实际意义的一部分元素，就需要配置两到三个这样的单元，其成本对于大多数实验室或服务提供商而言都很难接受。

因此，在实际应用中，许多仪器在任一时刻只能观测到发射光谱的一部分。

为了覆盖更多元素，这些系统需要对同一份样品表面进行多次重新扫描，每次扫描针对不同的光谱窗口进行调整。

对于单次元素分析而言，这并不是问题；但对于成像和定量自动矿物学分析而言，这却是一个严重的问题。

岩石和矿物的结构具有三维特征，并且在微米尺度上通常具有非均质性。

当采用半顺序式仪器先对第 1 层进行成像，然后重新扫描第 2 层，再扫描第 3 层时，它实际上并不是每次都在对同一个表面重新成像；而是在对逐渐深入样品内部的不同层进行成像，而这些层已经受到前几次激光扫描的影响。

所需要覆盖的光谱窗口越多，所需的扫描次数就越多；而随着每次扫描的进行，样品表面与其原始状态之间的差异也会越来越大。

其结果是：由光谱窗口 1、2 和 3 生成的元素和矿物学分布图，实际上并不能描述同一个物理层。它们描述的是样品内部一系列不同深度的信息，却被拼接在一起，仿佛这些数据来自同一个连续且一致的图像。

这会在光谱数据中引入系统性偏差，并进一步影响基于这些数据进行的任何定量分析或矿物学解释；而且，随着目标元素数量的增加，这种偏差会进一步加剧，而不是得到改善。

图：顺序式 LIBS 成像仪（有限光谱窗口 10 nm）与同步式 LIBS 成像仪（例如 215–950 nm）的对比

另一种系统架构采用多个基于 CMOS 的 Czerny-Turner 光谱仪，通过协同工作，在单次激光脉冲下同步、无间隙地采集完整的原子发射光谱，覆盖范围约为 215–950 nm。

对于岩石和矿物成像而言，这种方式具有两个直接优势：

如果你正在评估用于地质或矿物学研究的 LIBS 成像平台，一个值得重点关注的问题是：

如果需要多次扫描，则还应进一步了解供应商如何处理这一问题：每次重复扫描所采集的实际上可能已不是同一物理深度的数据。

随着激光持续烧蚀，样品表面不断发生变化，这可能导致不同光谱窗口之间的数据产生深度偏差。

因此，元素与矿物学成像的准确性，并不只是取决于光谱分辨率的高低。

更关键的是：最终拼接和分析的数据，是否真正来自样品中的同一位置和同一物理层。