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在矿石、冶金、考古、半导体工业等领域，固体样品表面的直接元素分析具有十分重要的意义。目前，对固体的元素分析大多数采取溶液进样的形式，再利用原子吸收光谱法（Atomic absorption spectroscopy，AAS）、电感耦合等离子体质谱法（Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP-MS）、电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively coupled plasma atomic emissionspectrometry，ICP-AES)和一系列方法实现固体样品的元素成分检测。通常，这些分析方法需要进行样品的消解，样品的消解过程不仅耗时、复杂，而且还可能引入新的污染。而激光电离飞行时间质谱法(Laser ionization time-of-flight massspectrometry，LI-TOFMS)作为一项在固体样品直接分析领域非常重要的技术，以其多种优势而见长。 与传统的分析方法相比，激光电离飞行时间质谱法具有多种优势。如样品前处理简单、样品消耗量少、分析速度快、减少有毒溶剂对环境的污染，绝对灵敏度高、免除了样品溶解过程中产生的污染和待测元素损失等问题。激光电离飞行时间质谱法已被广泛用于地质、冶金、环境等领域。与同类的质谱分析法相比，激光电离飞行时间质谱法可以做到金属元素和非金属元素均能得以检测、多元素同时分析以及较少的谱图干扰。此外，与其它固体消解、溶液进样的传统元素分析法相比，激光电离飞行时间质谱法亦可用于非均匀样品表面的多元素成像分析。 本篇论文分为以下四个章节: 第一章:对当前固体元素检测和元素成像分析的方法进行较为详细的总结，介绍了利用激光电离飞行时间质谱仪进行固体表面元素检测和元素成像分析的研究背景及意义; 第二章:介绍了实验室自主研制的激光电离飞行时间质谱仪的结构、原理，并且对在此基础上自主搭建的二维元素成像分析体系进行了概述; 第三章:将本次的研究工作分为两个部分。第一部分介绍了激光电离飞行时间质谱仪对一块龙泉青瓷瓷片和一块仿青瓷瓷片样品进行表面元素检测，比较两种瓷片的胎体和釉面中所含元素的种类及含量所存在的差异;并且选择了一块明代青花瓷瓷片作为样品，对其表面进行多元素成像分析，获得Na，Mg，Al，Si，P，Ca，K，Co，Mn，Fe，Ni，Ba，Cu，Zn和Rb的元素成像图。第二部分介绍了在CCD摄像机（CCD camera，TS07550C，Cewei Optics，China）的实时拍摄下，保证了激光能够准确作用在样品表面，本研究尝试利用实验室的激光电离飞行时间质谱仪对中华卷柏大孢子的样品表面进行元素分析，并且取得了初步的实验分析结果。 第四章:对激光电离飞行时间质谱仪用于固体样品表面的元素检测及多元素成像分析的研究进行总结，并对下一部分相关的工作进行了展望。