1. Il principio della tecnologia LIBS e il collo di bottiglia delle sorgenti luminose tradizionali

Sfruttando l'azione di impulsi laser ad alta energia, è possibile generare un plasma ricco sulla superficie del campione, consentendo un'acquisizione rapida, completa e non distruttiva di informazioni "impronta digitale", come la composizione elementare e l'abbondanza relativa del campione, attraverso un'analisi ad alta sensibilità dello spettro di emissione del plasma. Le capacità analitiche e i limiti di applicazione del sistema LIBS dipendono dalle prestazioni del laser utilizzato. Tuttavia, a causa dell'utilizzo di laser a stato solido pompati da lampade o diodi nei sistemi LIBS tradizionali, sebbene questi offrano prestazioni affidabili in termini di stabilità, le loro grandi dimensioni e l'elevato consumo energetico ne limitano l'ampia applicazione nel campo dell'analisi rapida in loco.

2. Struttura centrale e benchmark di prodotto del laser a microchip

I vantaggi unici di laser a microchip hanno anche rivoluzionato la tecnologia LIBS dal tradizionale "una macchina, uno standard" a "una macchina, standard multipli". I suoi vantaggi principali si riflettono nella nascita dei laser a microchip, che dimostrano pienamente i vantaggi tecnologici, la fattibilità economica e l'ampia applicabilità dei laser a microchip. Allo stesso tempo, utilizza anche pienamente le caratteristiche dei laser a microchip, riflettendo pienamente i vantaggi tecnici, la fattibilità economica e l'ampia applicabilità di laser a microchip. La serie di laser a microchip sviluppati indipendentemente da Luce reale Si tratta di prodotti di riferimento adattati alla tecnologia LIBS. Adottano un'architettura integrata a Q-switching passivo con pompaggio a semiconduttore e ottimizzano il processo di confezionamento completamente sigillato, combinando vantaggi fondamentali come larghezza di impulso ridotta, elevata frequenza di ripetizione, elevata energia di impulso e basso consumo energetico. Sono in grado di soddisfare con precisione i rigorosi requisiti dell'analisi spettrale LIBS.

Laser a stato solido ad alta frequenza di ripetizione per LIBS 1064nm 1535nm kHz RealLight

3. La progettazione integrata su piccola scala sblocca scenari di applicazione portatili in loco

Grazie all'elevata integrazione del materiale di lavoro del laser, dei componenti Q-switching (come gli assorbitori saturabili) e di una serie di specchi ottici in un chip molto sottile, il laser a microchip Realizza la funzione di un laser a stato solido completo. Il suo design raffinato apporta numerosi vantaggi eccezionali alla sua applicazione in LIBS: può sfruttare appieno i vantaggi dei LIBS tradizionali come l'"alta efficienza" e il "basso consumo energetico", e migliorare notevolmente le proprietà di "alta", "affidabilità", "manutenibilità" e altre "alte" caratteristiche dei LIBS, aumentando notevolmente il valore applicativo dei LIBS e rivestendo un'importanza fondamentale per il miglioramento del livello di applicazione dei LIBS.

Grazie alla sua struttura estremamente compatta e resistente, il laser a microchip Ha un volume ridotto, persino inferiore a quello di una scatola di fiammiferi. Deve avere le dimensioni di un polpastrello e non richiede complessi meccanismi di regolazione del percorso ottico, semplificando notevolmente le difficoltà tecniche che si incontrano nell'uso pratico. Grazie ai laser a microchip integrati, gli strumenti LIBS si sono trasformati da grandi macchine da interno a strumenti portatili, ampliando notevolmente i loro scenari di applicazione sul campo, nelle linee di produzione, nelle aree minerarie o nei siti di pubblica sicurezza.

Grazie alla sua cavità risonante estremamente corta, possiede naturalmente le caratteristiche di uscita di un singolo modo longitudinale, che consente la generazione di impulsi laser altamente stabili prossimi al limite di attenuazione. Da ciò si evince che l'analisi LIBS è particolarmente importante, poiché ogni impulso laser può essere altamente coerente con l'energia e la dimensione dello spot del campione, con conseguente elevata ripetibilità e precisione dei risultati dell'analisi e buona affidabilità per l'analisi quantitativa.

4. Elevata frequenza di ripetizione e scansione ad alta velocità, adatte ai requisiti di test non distruttivi ad alta precisione

Grazie all'elevata frequenza di ripetizione in kilohertz e al vantaggio intrinseco della durata dell'impulso in nanosecondi, il sistema LIBS è in grado di effettuare scansioni ad alta velocità dei campioni e immagini rapide dei loro componenti. L'utilizzo di frequenze di ripetizione elevate consente di raccogliere una grande quantità di dati spettrali in un brevissimo lasso di tempo, con conseguente significativo miglioramento del rapporto segnale/rumore degli spettri ottenuti tramite media statistica. Ciò aumenta notevolmente la precisione dell'analisi spettrale e permette di evitare efficacemente danni ai campioni dovuti agli effetti termici del laser, soprattutto nel caso di materiali fragili e termosensibili. Questo aspetto riveste un ruolo fondamentale nell'analisi di tali materiali.

5. Basso consumo energetico, elevata durata, adatto al funzionamento prolungato in condizioni di lavoro difficili

Grazie all'ottimizzazione dell'efficienza di conversione elettro-ottica dei laser a microchip, il loro consumo energetico è notevolmente ridotto rispetto ai tradizionali laser a stato solido, rendendoli più adatti al funzionamento a lungo termine come dispositivi portatili alimentati a batteria. Inoltre, il design integrato interamente a stato solido elimina completamente la presenza di parti meccaniche in movimento, garantendo un'elevata resistenza ai terremoti e una durata di oltre 20 anni. Allo stesso tempo, grazie ai requisiti ambientali estremamente bassi, non richiede praticamente manutenzione, assicurando un funzionamento affidabile anche in ambienti difficili.

6. Implementazione di scenari globali, che potenziano il rilevamento e l'aggiornamento intelligenti in diversi settori.

Grazie ai suoi vantaggi unici, i sistemi LIBS che utilizzano laser a microchip stanno gradualmente diventando la soluzione preferita per l'analisi in situ, in tempo reale e online dei componenti. La tecnologia LIBS con laser a microchip non solo svolge un ruolo cruciale nella rapida selezione dei componenti in lega nell'industria metallurgica, ma consente anche il monitoraggio ambientale e l'analisi rapida dell'inquinamento da metalli pesanti nel suolo direttamente sul posto. Ha inoltre un grande potenziale per l'identificazione non distruttiva di reperti culturali e materiali in ambito archeologico.

In sintesi, le eccellenti caratteristiche di dimensioni ridotte, elevata stabilità, elevata frequenza di ripetizione e basso consumo energetico di laser a microchip hanno aperto la strada con successo allo sviluppo in loco e intelligente dei sistemi LIBS tradizionali, superando i colli di bottiglia riscontrati in precedenza. Ciò non solo rappresenta una svolta importante nella tecnologia delle sorgenti luminose LIBS, ma fornisce anche un motore fondamentale per il passaggio dalla "barchetta a foglia singola" originariamente sviluppata in laboratorio a una vasta gamma di applicazioni. Con la continua riduzione dei costi e l'ottimizzazione delle prestazioni dei laser a microchip, la principale tipologia di apparecchiatura per LIBS ad alte prestazioni e portatile del futuro sarà inevitabilmente sostituita da questi ultimi.

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