1960年代、米国ロスアラモス国立研究所のデビッド・クレマーズ率いる研究チームが、レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）の概念を初めて提唱しました。1963年、チームメンバーのブレックは、Qスイッチを備えたルビーレーザーを用いて物質中にプラズマを生成させ、化学分析に応用しました。これがLIBS技術の正式な誕生となりました。過去60年間、LIBSは金属組成分析、宇宙探査、環境・廃棄物モニタリング、文化遺産鑑定など、幅広い分野で活用されてきました。同時に、LIBSをベースとした小型化またはオンライン分析・検出システムが数多く開発されています。

LIBS技術の原理

LIBS技術は、超短パルスレーザーを試料表面に集光することでアブレーションを起こし、プラズマを生成する仕組みです。プラズマの発光スペクトルには、試料を構成するすべての元素成分が含まれています。スペクトル取得システム（通常は分光計）を用いて、これらの特徴的なスペクトル線を捉えて分析することで、試料の元素組成と濃度を特定できます。超短パルスレーザーを集光することで高いエネルギー密度が得られるため、LIBSは原理的にはあらゆる状態の物質（固体、液体、気体）に適用可能であり、検出の限界は検出器の波長範囲と感度によってのみ左右されます。

LIBSシステムの構成要素

完全なLIBSシステムは、主に以下のコンポーネントで構成されます。

①励起システム（レーザーおよびレーザー集束システムを含む）

② サンプルを位置決めして保持するためのサンプルステージ。

③ 結合部品および光ファイバー分光計を含む取得システム。

④分析システム。PC、マイクロコントローラ、または分析機能を備えたその他のモジュールから構成される。

LIBS技術の主要構成要素

LIBS技術において最も重要な構成要素は、超高ピーク出力の短パルスレーザーと、複数の元素を捕捉し微細構造を解像できる光ファイバー分光器です。マイクロチップレーザーの独自研究開発、製造、販売を専門とするハイテク企業であるRealLight Technology Co., Ltd.は、この分野向けに強力な励起光源を提供しています。

当社の旗艦 PQEシリーズ高エネルギー固体レーザー 高出力、コスト効率、低消費電力を特長とする固体パッシブQスイッチング方式を採用しています。最小パルス幅3ナノ秒、最大単一パルスエネルギー10ミリジュールという超高ピークパワーを実現し、金属固体試料や各種ガスを容易に励起できます。さらに、コンパクトなサイズによりシステム統合が容易なため、ハンドヘルド型、ポータブル型、オンラインLIBSアプリケーションに最適です。

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