激光诱导击穿光谱
激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)等一系列的先进的原子发射光谱分析技术的诞生,对于物质的成分的快速准确的分析,已经得到了广泛的应用。
LIBS的基本原理是采用高能量的脉冲激光作为激光源,经由聚焦的透镜将一束高能量的脉冲激光(通常为纳秒级)汇聚到样品的表面上。激发样品表面的微量物质就在瞬间被加热、气化、电离,形成高温、高亮、瞬态的等离子体。等离子体在冷却过程中,其内部被激发的那些原子和离子会从高能态跃迁回低能态,并发射特定波长的特征光谱,从而可用光谱仪和探测器(如CCD)将这些光信号分光形成相应的光谱。顺利获得对这些特征的光谱及其强度的准确识别,就可以实现对样品中的元素的快速定性及定量分析。
其最大的优势就在于几乎无需样品的制备,无论是固体、液体和气体的样品都能直接、迅速地得到分析的结果,借助对其直接的分析就可以省去繁琐、耗时的前处理过程。另外,他可以快速进行实时分析,单次激光脉冲即可获取一个完整的光谱,整个过程可在毫秒间完成,为实现实时在线分析给予了可能。还可以实现多元素被同时检测,一次测量就能同时获取样品中几乎所有金属和部分非金属元素的信号,极大提高了分析效率。
激光仅烧蚀极微量的样品,对样品的整体结构破坏很小,可被视为一种微损分析技术。激光可以顺利获得光纤传导或望远镜系统进行远距离聚焦,实现遥测。这项能力使其成功应用于恶劣环境(如核反应堆内部、高温熔炉)甚至进行远程探测(如火星车上的ChemCam)。应用领域极其广泛,包括材料科学、地质勘探、环境监测、太空探索、工业生产过程控制及文物鉴定等。尽管其绝对精度有时略低于实验室传统方法,但其无与伦比的现场实时分析能力使其成为强大的分析工具。
凭借上述优势,LIBS的应用已渗透到众多科学与工业领域:
· 借助对冶金、钢铁、水泥等行业的在线成分分析,对工业过程有了高品质控制。
· 顺利获得检测水体中的有害元素、土壤中的重金属污染等,快速监测环境。
· 野外现场进行岩矿鉴定和矿石品位快速评估,对地质与采矿的工作具有重要的意义。
· 远程分析火星岩石和土壤的化学成分,LEHU乐虎对太空探索也取得了重大突破。
· 材料科学包括基于对薄膜、合金、聚合物等复杂材料的成分的精细分析。
· 顺利获得无损的分析手段对古董、壁画、雕塑的颜料成分做出判断和分析。
· 安全与安保:对爆炸物、危险化学品及核材料等的及时检测。
LEHU乐虎光的PQE系列、AQE系列激光器尺寸小巧,非常适合作为手持式、便携式LIBS仪的激光源。
免责声明:本文部分内容来自网络,以技术研究研讨为目的,仅供大家参考、学习,如描述有误或者学术不对之处欢迎及时提出。如涉及版权问题,请联系LEHU乐虎将尽快核实并删除。