1. Das Prinzip der LIBS-Technologie und der Flaschenhals herkömmlicher Lichtquellen

Durch die Nutzung hochenergetischer Laserpulse lässt sich auf der Probenoberfläche ein reichhaltiges Plasma erzeugen. Dies ermöglicht die schnelle, umfassende und zerstörungsfreie Erfassung von „Fingerabdruckinformationen“ wie der Elementzusammensetzung und der relativen Häufigkeit der Elemente durch hochempfindliche Analyse des Emissionsspektrums des Plasmas. Die analytischen Möglichkeiten und Anwendungsbereiche des LIBS-Systems hängen von der Leistungsfähigkeit des verwendeten Lasers ab. Da in herkömmlichen LIBS-Systemen Festkörperlaser eingesetzt werden, die durch Lampen oder Dioden gepumpt werden, schränken ihre Größe und ihr hoher Energieverbrauch trotz ihrer zuverlässigen Stabilität ihre breite Anwendung im Bereich der schnellen Vor-Ort-Detektion ein.

2. Kernstruktur und Produktbenchmark des Mikrochip-Lasers

Die einzigartigen Vorteile von Mikrochip-Laser hat die LIBS-Technologie von dem traditionellen „eine Maschine, ein Standard“ zu „eine Maschine, mehrere Standards“ revolutioniert. Ihre Kernvorteile spiegeln sich in der Entwicklung von Mikrochip-Lasern wider, die deren technologische Vorteile, Wirtschaftlichkeit und breite Anwendbarkeit vollumfänglich demonstrieren. Gleichzeitig nutzt sie die Eigenschaften von Mikrochip-Lasern voll aus und spiegelt so deren technische Vorteile, Wirtschaftlichkeit und breite Anwendbarkeit wider. Mikrochip-LaserDie Reihe von Mikrochip-Lasern, die unabhängig voneinander entwickelt wurden von RealLight Diese Referenzprodukte sind für die LIBS-Technologie optimiert. Sie basieren auf einer integrierten, halbleitergepumpten passiven Q-Schaltarchitektur und einem optimierten, vollständig versiegelten Gehäuseprozess. Dadurch vereinen sie Kernvorteile wie schmale Pulsbreite, hohe Wiederholrate, hohe Pulsenergie und geringen Stromverbrauch. Sie erfüllen präzise die strengen Anforderungen der LIBS-Spektralanalyse.

Festkörperlaser mit hoher Wiederholrate für LIBS 1064 nm 1535 nm kHz RealLight

3. Das kompakte, integrierte Design ermöglicht mobile Anwendungsszenarien vor Ort.

Durch die hochgradige Integration des Arbeitsmaterials des Lasers, der Q-Schaltkomponenten (wie z. B. sättigbare Absorber) und einer Reihe optischer Spiegel in einen sehr dünnen Chip, Mikrochip-Laser Es erreicht die Funktion eines Festkörperlasers. Sein ausgeklügeltes Design bietet mehrere herausragende Vorteile für die Anwendung in der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS): Es kann die Vorteile traditioneller LIBS-Verfahren wie „hohe Effizienz“ und „niedriger Energieverbrauch“ voll ausschöpfen und die „hohe“, „zuverlässige“, „wartungsfreundliche“ und weitere „hohe“ Eigenschaften von LIBS deutlich verbessern. Dadurch wird der Anwendungswert von LIBS erheblich gesteigert und die Anwendungsmöglichkeiten von LIBS werden maßgeblich verbessert.

Dank seiner extrem kompakten und robusten Bauweise Mikrochip-Laser Es ist extrem klein, sogar kleiner als eine Streichholzschachtel. Es muss nur so groß wie eine Fingerspitze sein und benötigt keine komplexen optischen Justiermechanismen, was die technischen Schwierigkeiten im praktischen Einsatz erheblich vereinfacht. Dank integrierter Mikrochip-Laser haben sich LIBS-Instrumente von großen Geräten für den Innenbereich zu handlichen, tragbaren Instrumenten entwickelt und ihre Anwendungsbereiche im Feld, in Produktionslinien, im Bergbau oder bei der öffentlichen Sicherheit deutlich erweitert.

Aufgrund seines extrem kurzen Resonators weist es naturgemäß die Ausgangscharakteristik eines einzelnen longitudinalen Modus auf, wodurch die Erzeugung hochstabiler Laserpulse nahe der Dämpfungsgrenze ermöglicht wird. Daraus ergibt sich, dass die LIBS-Analyse besonders wichtig ist, da jeder Laserpuls hinsichtlich Energie und Spotgröße der Probe hochgradig konsistent ist. Dies führt zu einer hohen Wiederholbarkeit und Genauigkeit der Analyseergebnisse sowie zu einer guten Zuverlässigkeit für die quantitative Analyse.

4. Hohe Wiederholrate und hohe Scangeschwindigkeit, geeignet für hochpräzise zerstörungsfreie Prüfverfahren.

Durch den Betrieb mit einer hohen Kilohertz-Repetitionsrate und der damit verbundenen Nanosekunden-Pulsdauer ermöglicht das LIBS-System ein schnelles Scannen von Proben und die rasche Abbildung ihrer Komponenten. Dank der hohen Repetitionsrate lassen sich in kürzester Zeit große Mengen an Spektraldaten erfassen, was durch statistische Mittelung zu einer signifikanten Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses der erhaltenen Spektren führt. Dies erhöht die Genauigkeit der Spektralanalyse erheblich und verhindert effektiv Schäden an Proben durch thermische Effekte des Lasers, insbesondere bei empfindlichen, temperaturempfindlichen Materialien. Das LIBS-System spielt daher eine wichtige Rolle bei der Analyse dieser Materialien.

5. Geringer Stromverbrauch, hohe Langlebigkeit, geeignet für den Langzeitbetrieb unter rauen Arbeitsbedingungen

Durch die Optimierung des elektrooptischen Wirkungsgrades von Mikrochip-Lasern wird deren Stromverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Festkörperlasern deutlich reduziert. Dadurch eignen sie sich besser für den Langzeitbetrieb als tragbare, batteriebetriebene Geräte. Dank ihrer vollständig integrierten Festkörperbauweise verzichten sie gänzlich auf herkömmliche mechanische Bauteile und sind daher äußerst erdbebensicher mit einer Lebensdauer von über 20 Jahren. Gleichzeitig benötigen sie aufgrund ihrer extrem geringen Anforderungen an die Umgebungsbedingungen praktisch keine Wartung, sodass sie auch unter rauen Bedingungen zuverlässig funktionieren.

6. Globale Szenarioumsetzung zur Ermöglichung intelligenter Erkennung und Optimierung in verschiedenen Branchen

Aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile etablieren sich LIBS-Systeme mit Mikrochip-Lasern zunehmend als bevorzugte Lösung für die Komponentenanalyse in Echtzeit und online – auch vor Ort. Die LIBS-Technologie mit Mikrochip-Lasern spielt nicht nur eine entscheidende Rolle bei der schnellen Sortierung von Legierungskomponenten in der Metallurgie, sondern ermöglicht auch die Umweltüberwachung und die schnelle Analyse von Schwermetallbelastungen im Boden direkt vor Ort. Darüber hinaus birgt sie großes Potenzial für die zerstörungsfreie Identifizierung von Kulturgütern in der Archäologie.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hervorragenden Eigenschaften von geringer Größe, hoher Stabilität, hoher Wiederholrate und niedrigem Stromverbrauch Mikrochip-Laser Sie haben erfolgreich den Weg für die Überwindung der Engpässe traditioneller LIBS-Systeme hin zu einer mobilen und intelligenten Entwicklung geebnet. Dies stellt nicht nur einen bedeutenden Durchbruch in der LIBS-Lichtquellentechnologie dar, sondern ist auch ein wichtiger Motor für deren Überwindung vom ursprünglich im Labor entwickelten „Einzelblatt-Boot“ hin zu einem breiten Anwendungsspektrum. Mit der kontinuierlichen Kostensenkung und Leistungsoptimierung von Mikrochip-Lasern werden diese zukünftig die Hauptgeräte für leistungsstarke und mobile LIBS-Systeme unweigerlich ersetzen.

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