Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) und andere fortgeschrittene Atomemissionsspektroskopie-Techniken werden häufig zur schnellen und genauen Analyse der Materialzusammensetzung eingesetzt.

LIBS nutzt im Wesentlichen einen hochenergetischen gepulsten Laser als Laserquelle. Durch eine Fokussierlinse wird ein Strahl dieses Lasers (typischerweise im Nanosekundenbereich) auf die Probenoberfläche fokussiert. Die geringe Menge an Material, die auf der Probenoberfläche angeregt wird, erhitzt sich schlagartig, verdampft und ionisiert, wodurch ein kurzlebiges, hochenergetisches Plasma entsteht. Beim Abkühlen des Plasmas gehen die angeregten Atome und Ionen von hohen in niedrigere Energiezustände über und emittieren dabei charakteristische Spektrallinien bei spezifischen Wellenlängen. Diese optischen Signale können mithilfe eines Spektrometers und Detektoren (z. B. CCDs) in ihre entsprechenden Spektren zerlegt werden. Durch die genaue Identifizierung dieser charakteristischen Spektrallinien und ihrer Intensitäten lässt sich eine schnelle qualitative und quantitative Analyse der Elemente in der Probe durchführen.

Der größte Vorteil dieser Methode liegt in der minimalen Probenvorbereitung. Ob feste, flüssige oder gasförmige Proben – Analyseergebnisse lassen sich direkt und schnell gewinnen. Durch die direkte Probenanalyse entfallen aufwendige und zeitintensive Vorbehandlungsprozesse. Zudem ermöglicht sie eine schnelle Echtzeitanalyse, bei der mit einem einzigen Laserpuls ein vollständiges Spektrum erfasst wird. Der gesamte Prozess ist innerhalb von Millisekunden abgeschlossen, wodurch eine Online-Analyse in Echtzeit möglich wird. Darüber hinaus ermöglicht sie die simultane Detektion mehrerer Elemente, sodass mit einer einzigen Messung Signale für nahezu alle metallischen und einige nichtmetallische Elemente in einer Probe erfasst werden können. Dies steigert die analytische Effizienz erheblich.

Laser tragen nur winzige Mengen an Probenmaterial ab und verursachen so minimale Schäden an der Gesamtstruktur. Daher eignen sie sich als minimalinvasive Analysemethode. Über Glasfasern oder Teleskopsysteme können sie über große Entfernungen fokussiert werden, was Fernerkundung ermöglicht. Diese Eigenschaft erlaubt den erfolgreichen Einsatz in rauen Umgebungen (z. B. in Kernreaktoren, Hochtemperaturöfen) und sogar die Fernerkundung (z. B. ChemCam auf Mars-Rovern). Die Anwendungsbereiche sind außerordentlich breit gefächert und umfassen Materialwissenschaften, geologische Erkundung, Umweltüberwachung, Weltraumforschung, industrielle Prozesssteuerung und die Authentifizierung von Kulturgütern. Obwohl die absolute Präzision gelegentlich etwas hinter der traditioneller Labormethoden zurückbleiben kann, macht die unübertroffene Fähigkeit zur Echtzeitanalyse vor Ort die Laser zu einem leistungsstarken Analysewerkzeug.

Aufgrund dieser Vorteile haben LIBS-Anwendungen in zahlreiche wissenschaftliche und industrielle Bereiche Einzug gehalten:

• Ermöglichung einer qualitativ hochwertigen Kontrolle industrieller Prozesse durch Online-Zusammensetzungsanalyse in der Metallurgie, Stahl-, Zement- und anderen Industrien.
• Schnelle Überwachung der Umwelt durch den Nachweis schädlicher Elemente in Gewässern und Schwermetallbelastungen im Boden.
•  Die Identifizierung von Gesteinen und Mineralien im Gelände sowie die schnelle Bestimmung des Erzgehalts sind von großer Bedeutung für geologische und bergbauliche Zwecke.
• Durch die Fernanalyse der chemischen Zusammensetzung von Marsgesteinen und -böden ist uns ein bedeutender Durchbruch in der Weltraumforschung gelungen.
•  Die Materialwissenschaft umfasst die detaillierte Analyse der Zusammensetzung komplexer Materialien wie Dünnschichten, Legierungen und Polymere.
• Anwendung zerstörungsfreier Analysemethoden zur Bestimmung und Analyse der Pigmentzusammensetzung von Antiquitäten, Wandmalereien und Skulpturen.
• Sicherheit und Schutz: Rechtzeitige Erkennung von Sprengstoffen, gefährlichen Chemikalien, nuklearen Materialien und anderen Substanzen.

Das PQE Und Laser der AQE-Serie aus RealLight Sie sind kompakt und eignen sich daher ideal als Laserquellen für handgeführte und tragbare LIBS-Instrumente.

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