LIBS-激光誘導激光光譜系統(MX2500+)

2019/08/07

　　什么是激光誘導激光光譜系統？

　　激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種原子發(fā)射光譜儀?？梢詫滔?、液相和氣相基體中幾乎所有元素進(jìn)行定性和定量的分析。不同于傳統的檢測方法如ICP-OES或者XRF，LIBS在檢測過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行復雜的樣品制備。為了達到這個(gè)目的，LIBS采用高能量聚焦脈沖激光光束將樣品激發(fā)至等離子態(tài)，對產(chǎn)生的對應元素發(fā)射譜進(jìn)行分析。元素發(fā)射譜的波長(cháng)與元素的種類(lèi)直接相關(guān)，而元素譜線(xiàn)的強度則和元素的含量相關(guān)。

　　激光誘導擊穿光譜技術(shù)特點(diǎn)

　　激光誘導擊穿光譜技術(shù)系統在進(jìn)行元素分析的時(shí)候，需要樣品量極少，對樣品的破壞性??；具有自清潔能力，幾乎不需要樣品制備；可以實(shí)現快速實(shí)時(shí)在線(xiàn)分析；具有遙測能力，可實(shí)現有毒、強輻射等惡劣環(huán)境中的遠距離、非接觸性測量；具有ppm量級探測靈敏度，可對痕量元素進(jìn)行探測。

　　激光誘導擊穿光譜產(chǎn)品構成：

　　多通道光譜儀MX2500+，憑借其高效的外部同步時(shí)鐘，完美的協(xié)同了所有通道實(shí)現精確的延遲采集，準確的在原子激發(fā)輻射突出時(shí)采集到完整的原子譜線(xiàn)信號。同時(shí)，MX2500+可以應客戶(hù)的需求在180-1100nm的范圍內自由的配置光譜儀的通道數量和覆蓋范圍，系統自帶的高效時(shí)鐘可以完美的同步所有通道，并同時(shí)實(shí)現精確觸發(fā)兩臺外部設備。（如激光器或微波增強設備）激光器：常使用Nd:YAG激光器，激光器的脈沖寬度一般為納秒量級，能夠在極短時(shí)間內在極小面積上集中大量能量，作為系統激勵源，將樣品表面微量物質(zhì)剝離并激發(fā)出等離子體。

　　樣品倉：密閉穩定的倉式結構，一般會(huì )包含樣品平臺，激光聚焦和收光光路，氣體吹掃系統，成像系統，激光安全保護等配套裝置。

　　產(chǎn)品特點(diǎn)：

　　· 可搭配穩定高效的樣品倉系統

　　· 可升級光譜模塊

　　· 支持雙脈沖激光器

　　· 寬光譜高分辨率測量，180-1100nm范圍內多達16384個(gè)像元

　　· 高觸發(fā)信號精度（±10ns）

　　應用方向：

　　· 環(huán)境監測（土壤污染，工業(yè)生產(chǎn)）

　　· 材料分析（金屬，煤炭，塑料）

　　· 醫學(xué)和生物化學(xué)（骨骼，牙齒）

　　· 國家安全（爆炸，生化武器）

　　· 藝術(shù)品鑒定（顏料，陶瓷，寶石）

　　LIBS系統應用：

　　土壤&農作物污染檢測：

　　2012年8月，海洋光學(xué)HR2000光譜儀搭建的激光誘導擊穿光譜系統順利完成八個(gè)月的太空之旅抵達火星。美國國家航空和航天管理局(NASA)于2011年11月發(fā)射了裝載有海洋光學(xué)HR2000定制光譜儀的火星科學(xué)實(shí)驗車(chē)--“好奇”號火星探測車(chē)，抵達后將對火星表面土壤成分進(jìn)行探測，使用的就是這種技術(shù)，隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，土壤污染也日益嚴重，從而會(huì )對植物，尤其是農作物造成很大影響。

　　海洋光學(xué)的客戶(hù)使用MX2500+光譜儀組合樣品倉，在實(shí)驗室內使用激光誘導擊穿光譜技術(shù)進(jìn)行土壤和農作物中重金屬成分進(jìn)行研究，結合對應重金屬元素的濃度標定，可以實(shí)現對應元素在土壤和農作物中的含量測量。由于激光誘導擊穿光譜技術(shù)無(wú)需樣品制備的特點(diǎn)，能夠實(shí)現快速測量，因此研究結果對未來(lái)的土地污染防治，農作物生產(chǎn)方面起到很大的指導意義。

　　古玩鑒定：

　　在經(jīng)濟日漸繁榮的今天，古玩收藏已不再是文人雅士的專(zhuān)利，而逐漸成為人們經(jīng)濟生活的一部分。北京古玩城是亞洲最大的古玩交易中心，北京古玩城古玩珠寶檢測修復中心的專(zhuān)家最近將海洋光學(xué)的MX2500+激光誘導等離子體光譜分析儀引進(jìn)到古玩鑒定中，以實(shí)現更快、更準確地鑒定古玩真偽的目的。

　　系統用極其微小的一束激光打在鑒定樣品上，通過(guò)接收激發(fā)的等離子體實(shí)現對微量樣品的光譜分析。該檢測對樣品的損傷是分子級別的（相對于把樣品放到桌子上產(chǎn)生的損傷還?。?；同時(shí)，MX2500+具有體積小巧、便于攜帶的優(yōu)勢。一直以來(lái)，中國的古玩鑒定一直依賴(lài)“白發(fā)”專(zhuān)家，MX2500+系統將為古玩鑒定專(zhuān)家帶來(lái)更高的準確性，使這個(gè)古來(lái)的行業(yè)煥發(fā)青春活力。

　　多通道應用：

　　煤炭&金屬測量：

　　冶金行業(yè)屬于我國國民經(jīng)濟的支柱型產(chǎn)業(yè)。傳統的合金組份測量和都是在合金生產(chǎn)完成以后，對成品取樣、處理、制樣的方式進(jìn)行成分分析，速度較慢，一旦檢出結果不達標，會(huì )報廢整批樣品，帶來(lái)很大的損失，MX2500+多通道光譜儀，作為一種靈活配置的設備，在合金生產(chǎn)過(guò)程的在線(xiàn)分析和質(zhì)量控制應用上能夠大顯身手。

　　海洋光學(xué)提供了用于激光誘導擊穿光譜的完整系統部件。沈陽(yáng)自動(dòng)化所采用海洋光學(xué)的MX2500+進(jìn)行合金組份檢測研究，同時(shí)進(jìn)行了MX2500+用于合金定量分析的算法模型優(yōu)化，在優(yōu)化的模型下，進(jìn)行了合金元素的定性半定量分析和鋼水在線(xiàn)監測分析。

　　煤炭作為我國最重要的能源，同樣也存在類(lèi)似鋼鐵行業(yè)的問(wèn)題，傳統的煤炭分析方法耗時(shí)長(cháng)，無(wú)論在煤炭生產(chǎn)或是使用中無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)的成分分析，尤其是對于其中部分成分（硫）含量的實(shí)時(shí)檢測無(wú)法實(shí)現，因而無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)量控制。海洋光學(xué)的MX2500+組成的激光誘導擊穿光譜測量系統作為一種紫外波段特殊優(yōu)化的快速成分分析設備，可以實(shí)現從煤炭生產(chǎn)到煤炭燃燒各個(gè)環(huán)節的實(shí)時(shí)監控。

　　等離子體發(fā)光測量：

　　MX2500+不僅僅可以組建激光誘導擊穿光譜系統，還可以用在各種各樣的原子光譜測量場(chǎng)合。例如電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）聯(lián)合使用，作為燃燒爐后端光譜采集設備。

　　寬波段、高分辨的多通道光譜儀MX2500+也是激光的測量的應用中的一把利器。

　　大氣壓輝光放電過(guò)程中會(huì )生成等離子體，采用多通道光譜儀MX2500+測量等離子體，對使用大氣壓輝光放電的工作實(shí)現了實(shí)時(shí)過(guò)程監測。

　　等離子刻蝕是半導體及微系統制造超大規模集成電路制造過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，使用多通道光譜儀MX2500+實(shí)時(shí)監測等離子體光譜，即可在刻蝕過(guò)程中精確的定位蝕刻終點(diǎn)，提升刻蝕的工藝水平。