En los últimos años, la tecnología de espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) ha demostrado un gran potencial y amplias perspectivas de aplicación en diversos campos, como la inspección industrial, la monitorización ambiental y la investigación científica de materiales, gracias a sus características de análisis elemental rápido y no destructivo. Su funcionamiento se basa en el uso de pulsos láser de alta energía para excitar instantáneamente la muestra y generar plasma, logrando una detección precisa de la composición del material mediante el análisis del espectro de emisión del plasma. El rendimiento del «corazón» del sistema LIBS —el láser— determina directamente la precisión del análisis y la eficiencia del trabajo.

Introducción a la tecnología LIBS

La tecnología LIBS se basa en el principio fundamental de la interacción entre láseres y materia:

Formación de plasma: Al enfocar pulsos láser de alta energía, todas las sustancias presentes en la superficie de la muestra se vaporizan instantáneamente, formando un plasma de alta temperatura.

Emisión espectral: Los átomos e iones en un plasma emiten espectros característicos durante el proceso de desexcitación.

Análisis de componentes: Al recopilar y analizar los espectros característicos, el espectrómetro puede realizar análisis cualitativos y cuantitativos de las propiedades de los elementos (es decir, las líneas espectrales características que poseen).

Otra ventaja de la tecnología LIBS es que no requiere un pretratamiento complejo de la muestra y permite un análisis multielemental rápido de diversas formas de muestras, como sólidos, líquidos y gases. Es especialmente adecuada para la detección en línea y el análisis remoto en instalaciones industriales.

La amplia aplicación de LIBS

Análisis de materiales industriales: como la detección de la composición de aleaciones de aluminio, la clasificación de chatarra metálica, el análisis de la composición de materiales de película, etc.

Monitoreo ambiental: Detección de metales pesados ​​en el suelo, análisis de contaminantes en cuerpos de agua.

Áreas de investigación: Análisis de materiales de construcción antiguos, análisis de arte antiguo, exploración de profundidades marinas, etc.

Biomedicina: Detección y cribado de marcadores séricos de enfermedades, obtención de imágenes de la distribución de elementos tisulares, etc.

Gracias a la aplicación de LIBS, podemos clasificar rápidamente las aleaciones de aluminio residual en la industria del reciclaje, mejorando así considerablemente la eficiencia de la reutilización de recursos. Al mismo tiempo, se pueden obtener datos de primera mano para el análisis de la proporción de elementos en películas conductoras transparentes como Al-In-Sn-O, optimizando así su rendimiento fotoeléctrico, entre otras aplicaciones.

Características de los láseres utilizados para LIBS

Para lograr una excitación de plasma estable y señales espectrales de alta calidad, el láser utilizado en los sistemas LIBS debe tener:

Alta energía de pulso único (generalmente del orden de los milijulios): La alta energía de pulso único garantiza que la muestra se pueda descomponer eficazmente, generando así un plasma de intensidad suficiente.

Ancho de pulso corto (nivel de nanosegundos): No solo aumenta significativamente la potencia máxima, sino que también reduce eficazmente el efecto térmico sobre los componentes bajo prueba. Puede proporcionar una buena protección para algunos componentes sensibles a las altas temperaturas.

Excelente calidad del haz: La característica de puntos de luz pequeños y uniformes mejora enormemente su resolución espacial.

Con el continuo aumento de la energía de los láseres tradicionales bombeados por flasher, han surgido una serie de inconvenientes, como su gran tamaño y baja frecuencia de repetición. Actualmente, los láseres de estado sólido bombeados por diodos (DPSSL) se han convertido en una de las opciones ideales para los sistemas LIBS debido a su estructura compacta, alta eficiencia y funcionamiento estable.

Láseres de estado sólido bombeados por diodos RealLight, diseñados específicamente para LIBS.

El Láseres de estado sólido bombeados por diodos de la serie PQE lanzado por Luz real Están específicamente optimizados para aplicaciones LIBS y presentan las siguientes características:

Longitud de onda: 1064 nm

Energía de pulso único: 10 mJ

Frecuencia de repetición: 10 Hz

Ancho de pulso: <3 ns

Diseño compacto: se puede integrar fácilmente con varios sistemas LIBS portátiles o en línea en un volumen extremadamente pequeño.

Los pulsos láser emitidos por Luz real‘s Láseres de estado sólido bombeados por diodos de la serie PQE Se caracterizan por su alta energía y corta duración de pulso. No solo excitan eficazmente el plasma, sino que también suprimen significativamente el ruido de fondo. Al combinarse con detectores sin compuerta, permiten obtener una adquisición espectral con una alta relación señal-ruido.

Con el continuo desarrollo de la tecnología LIBS, para avanzar hacia la portabilidad, la inteligencia y la comercialización, los láseres compactos y de alto rendimiento son indispensables. láser de estado sólido bombeado por diodo desarrollado independientemente por Luz real LIBS ofrece un excelente rendimiento de parámetros y un diseño fiable, lo que constituye el principal motor para proporcionar a los usuarios un análisis preciso.

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