作為痕量證據(jù)的玻璃碎片有多種分析方法。玻璃的物理特性，如顏色、厚度、形狀或紋理，可以作為首次篩選進(jìn)行直觀研究。折射率(RI)也被用作將玻璃碎片與已知來(lái)源相匹配的技術(shù)。然而，單獨(dú)RI不能區(qū)分某些玻璃類(lèi)型。例如，浮法玻璃和容器玻璃的折射率值非常相似，盡管這兩種玻璃具有非常不同的化學(xué)成分。此外，平板玻璃制造工藝的巨大改進(jìn)，使得使用物理性質(zhì)和RI的檢測(cè)來(lái)區(qū)分非常相似的玻璃碎片的有效性降低。
在法醫(yī)學(xué)調(diào)查工具箱中加入元素分析可以顯著提高玻璃鑒定結(jié)果的可信度。在玻璃制造過(guò)程中會(huì)添加不同的微量元素，如改性劑、著色劑、脫色劑或精制劑。因此，以高靈敏度分析玻璃碎片中諸如Li、B、Al、Ca、Mg、K、Sr、Ti、Fe和Zr等元素的能力，是充分利用元素分析進(jìn)行玻璃鑒別的關(guān)鍵。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)是一種新興的基于等離子體光發(fā)射光譜的快速元素分析技術(shù)。與XRF和SEM-EDS相比，LIBS可以提供更高的檢測(cè)靈敏度和測(cè)量更輕的元素。LIBS是一種保持樣品完整性的微采樣技術(shù)。LIBS的檢測(cè)速度也非常快，單個(gè)樣品的測(cè)量持續(xù)時(shí)間不超過(guò)幾秒，這使分析人員能夠收集大量的比較數(shù)據(jù)，以減少類(lèi)型I(假陽(yáng)性)和類(lèi)型II(假陰性)的錯(cuò)誤。本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)將重點(diǎn)介紹如何利用J200 LIBS有效地分析玻璃樣品。

可疑玻璃碎片和已知來(lái)源玻璃的元素組成的差異將導(dǎo)致不同的LIBS發(fā)射線(xiàn)特征。同樣，關(guān)鍵元素的光譜強(qiáng)度值也會(huì)隨著不同玻璃中這些元素的含量而變化。圖3突出顯示了被測(cè)玻璃標(biāo)準(zhǔn)之間的元素差異。它還顯示了幾個(gè)關(guān)鍵元素的光譜強(qiáng)度差異，即Ca、Mg、Ba和Si。

圖3 NIST 1411、1831和621的疊加LIBS譜

另一種鑒別玻璃的方法是利用基于玻璃樣品寬帶LIBS光譜的主成分分析(PCA)。在主成分分析中，復(fù)雜的LIBS光譜是基于幾個(gè)稱(chēng)為“主成分”的維度重新繪制的，這些維度強(qiáng)調(diào)了光譜的差異。J200數(shù)據(jù)分析軟件提供了一個(gè)集成的主成分分析算法來(lái)使LIBS數(shù)據(jù)可視化，以圖形化分類(lèi)玻璃樣品。內(nèi)置的PCA算法允許分析人員建立一個(gè)玻璃碎片樣本的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后將一個(gè)未知樣本與該庫(kù)進(jìn)行比較，利用樣本中的所有光譜信息對(duì)未知進(jìn)行分類(lèi)。結(jié)果以圖形化方式顯示，具有相似的樣本聚類(lèi)，如圖4。

圖4 NIST SRM樣本集的主成分分析結(jié)果圖