铁合金冶炼过程中实时监测各个环节含碳量的变化,调控冶炼过程,对提高生产效率和产品质量有重要意义。LIBS技术已被广泛应用于多个领域,在钢铁冶炼中,它比较适合金属元素,对于非金属元素,它的技术效果并不好。由于DP-LIBS的烧蚀效率,谱线强度及元素检出限有很大程度提高,使得DP-LIBS检测铁合金中弱信号的碳含量成为可能。本文首先对DP-LIBS技术背景和研究现状进行概述。然后在平衡条件和非平衡条件下分别分析光谱发射物理过程中的不同方面,这里我们介绍了基于能级模式减小到一个集总的三级系统的计算原子种类配分函数的方法,这种方法简单、精确。通过例子说明碰撞辐射模型,强调电子能量分布函数与激发态粒子布居与辐射的耦合；讨论用于描述一维和二维空间LIBS等离子体羽膨胀的模型,这个模型包括流体动力学方程。激光诱导击穿光谱技术由于它制样简单,无需样品准备,能在标准大气压下操作等特点成为一个很具吸引力的技术。我们关注在非标准压力和不同环境气体下LIBS的研究,改变大气压力观察LIBS的光谱特性,如果合理选择压力和气体组成能提高分辨率、信号强度和总体的信噪比,同时,周围环境气体的组成与压力对物质烧蚀也会产生影响。最后,在DP-LIBS实验平台上检测铁合金中碳信号,使用共线型双脉冲结构在惰性气体环境下进行实验,我们研究DP-LIBS的传统方法,包括脉冲间隔大小和激光波长组合对碳信号强度的影响；同时,讨论物质热扩散性与观察到的等离子体温度的关系。研究中发现,与单脉冲LIBS相比,使用双脉冲激光检测铁合金中碳信号主要在于提高碳信号强度,等离子体稳定性和持久性。