레이저 유도 파괴 분광법(LIBS)용 다이오드 펌핑 고체 레이저
최근 레이저 유도 플라즈마 분광법(LIBS) 기술은 신속하고 비파괴적인 원소 분석 특성 덕분에 산업 검사, 환경 모니터링, 재료 과학 연구 등 다양한 분야에서 큰 잠재력과 폭넓은 응용 가능성을 보여주고 있습니다. LIBS 기술의 핵심은 고에너지 레이저 펄스를 이용하여 시료를 순간적으로 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 이 플라즈마의 방출 스펙트럼을 분석하여 물질의 조성을 정밀하게 검출하는 것입니다. LIBS 시스템의 핵심 구성 요소인 레이저의 성능은 분석 정확도와 작업 효율을 직접적으로 좌우합니다.
LIBS 기술 소개
LIBS 기술은 레이저와 물질 간의 상호작용이라는 기본 원리에 기반합니다.
플라즈마 생성: 고에너지 레이저 펄스를 집중시키면 시료 표면의 모든 물질이 순간적으로 기화되어 고온의 플라즈마가 형성됩니다.
스펙트럼 방출: 플라즈마 내의 원자와 이온은 탈여기 과정 동안 특유의 스펙트럼을 방출합니다.
성분 분석: 분광기는 특성 스펙트럼을 수집하고 분석함으로써 원소의 속성(즉, 원소가 지닌 특성 스펙트럼 선)에 대한 정성적 및 정량적 분석을 수행할 수 있습니다.
LIBS 기술의 또 다른 장점은 복잡한 시료 전처리가 필요 없으며 고체, 액체, 기체 등 다양한 형태의 시료에 대해 신속한 다원소 분석이 가능하다는 점입니다. 특히 산업 현장에서의 실시간 검출 및 원격 분석에 적합합니다.
LIBS의 광범위한 적용
산업 자재 분석: 알루미늄 합금 성분 검출, 금속 스크랩 분류, 필름 재료 성분 분석 등
환경 모니터링: 토양 내 중금속 검출, 수질 오염물질 분석.
연구 분야: 고대 건축 자재 분석, 고대 미술품 분석, 심해 탐사 등
생물의학: 혈청 질병 표지자 인식 및 선별, 조직 요소 분포 영상화 등
LIBS(라만 분광법)를 활용하면 알루미늄 재활용 산업에서 폐알루미늄 합금을 신속하게 분류할 수 있어 자원 재활용 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 동시에 Al-In-Sn-O와 같은 투명 전도성 필름의 원소 비율 분석에 필요한 데이터를 직접 얻을 수 있어 광전 성능 최적화 등에 활용할 수 있습니다.
LIBS에 사용되는 레이저의 특성
안정적인 플라즈마 여기와 고품질 스펙트럼 신호를 얻기 위해 LIBS 시스템에 사용되는 레이저는 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.
높은 단일 펄스 에너지(일반적으로 밀리줄 수준): 높은 단일 펄스 에너지는 시료를 효과적으로 분해하여 충분한 강도의 플라즈마를 생성할 수 있도록 합니다.
짧은 펄스 폭(나노초 수준): 피크 전력을 크게 증가시킬 뿐만 아니라 테스트 대상 부품에 미치는 열적 영향을 효과적으로 줄여줍니다. 고온에 민감한 부품을 보호하는 데 탁월한 효과를 제공할 수 있습니다.
탁월한 빔 품질: 작고 균일한 광점의 특징은 공간 해상도를 크게 향상시킵니다.
기존 플래셔 펌프 레이저의 에너지가 지속적으로 증가함에 따라 크기가 크고 반복률이 낮다는 등의 여러 단점이 나타났습니다. 현재 다이오드 펌프 고체 레이저(DPSSL)는 소형 구조, 높은 효율, 안정적인 작동 덕분에 LIBS 시스템에 이상적인 선택지 중 하나로 떠오르고 있습니다.
RealLight의 다이오드 펌핑 고체 레이저는 LIBS에 최적화되어 있습니다.
그만큼 다이오드 펌핑 고체 레이저의 PQE 시리즈 출시됨 리얼라이트 이 제품들은 LIBS 응용 분야에 최적화되어 있으며 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
파장: 1064 nm
단일 펄스 에너지: 10 mJ
반복 주파수: 10Hz
펄스 폭: <3ns
콤팩트한 디자인: 매우 작은 크기로 다양한 휴대용 또는 온라인 LIBS 시스템에 편리하게 통합할 수 있습니다.

레이저 펄스는 다음과 같이 출력됩니다. 리얼라이트‘s 다이오드 펌핑 고체 레이저의 PQE 시리즈 이러한 펄스 폭은 높은 에너지와 짧은 펄스 폭을 모두 갖추고 있습니다. 플라즈마를 효과적으로 여기시킬 뿐만 아니라 배경 잡음을 크게 억제합니다. 비게이트 검출기와 결합하면 높은 신호 대 잡음비의 스펙트럼 획득이 가능합니다.
LIBS 기술이 휴대성, 지능화 및 상용화를 향해 지속적으로 발전함에 따라, 소형 고성능 레이저는 필수 불가결한 요소가 되었습니다. 다이오드 펌핑 고체 레이저 독자적으로 개발됨 리얼라이트 LIBS는 뛰어난 파라미터 성능과 안정적인 설계를 특징으로 하며, 이는 사용자에게 정밀한 분석을 제공하는 핵심 원동력입니다.
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