Nos últimos anos, a espectroscopia de emissão óptica induzida por laser (LIBS) tem demonstrado grande potencial e amplas perspectivas de aplicação em diversas áreas, como inspeção industrial, monitoramento ambiental e pesquisa científica de materiais, graças às suas características de análise elementar rápida e não destrutiva. O princípio fundamental reside na utilização de pulsos de laser de alta energia para excitar instantaneamente a amostra e gerar plasma, obtendo-se assim a detecção precisa da composição do material por meio da análise do espectro de emissão do plasma. O desempenho do "coração" do sistema LIBS — o laser — determina diretamente a precisão da análise e a eficiência do trabalho.

Introdução à tecnologia LIBS

A tecnologia LIBS baseia-se no princípio fundamental da interação entre lasers e matéria:

Formação de plasma: Ao focalizar pulsos de laser de alta energia, todas as substâncias na superfície da amostra são vaporizadas instantaneamente, formando plasma de alta temperatura.

Emissão espectral: Átomos e íons em um plasma emitem espectros característicos durante o processo de desexcitação.

Análise de componentes: Ao coletar e analisar os espectros característicos, o espectrômetro pode realizar análises qualitativas e quantitativas das propriedades dos elementos (ou seja, as linhas espectrais características que eles possuem).

Outra vantagem da tecnologia LIBS é que ela não requer pré-tratamento complexo da amostra e pode realizar análises multielementares rápidas em amostras de diversas formas, como sólidos, líquidos e gases. É particularmente adequada para detecção online e análise remota em instalações industriais.

A ampla aplicação de LIBS

Análise de materiais industriais: como detecção da composição de ligas de alumínio, triagem de sucata metálica, análise da composição de materiais cinematográficos, etc.

Monitoramento ambiental: Detecção de metais pesados ​​no solo, análise de poluentes em corpos d'água.

Áreas de pesquisa: Análise de materiais de construção antigos, análise de arte antiga, exploração de águas profundas, etc.

Biomedicina: Reconhecimento e triagem de marcadores séricos de doenças, imagem da distribuição de elementos teciduais, etc.

Graças à aplicação da LIBS, podemos separar rapidamente as ligas de alumínio residual na indústria de reciclagem de alumínio, melhorando significativamente a eficiência da reutilização de recursos. Ao mesmo tempo, podemos obter dados em primeira mão para a análise da proporção de elementos em filmes condutores transparentes, como Al-In-Sn-O, otimizando assim seu desempenho fotoelétrico, entre outros.

Características dos lasers utilizados para LIBS

Para obter excitação estável do plasma e sinais espectrais de alta qualidade, o laser utilizado em sistemas LIBS precisa ter:

Alta energia de pulso único (geralmente na ordem de milijoules): A alta energia de pulso único garante que a amostra possa ser efetivamente decomposta, gerando assim plasma com intensidade suficiente.

Largura de pulso curta (nível de nanossegundos): Além de aumentar significativamente a potência de pico, também reduz eficazmente o efeito térmico nos componentes em teste. Pode proporcionar boa proteção para componentes sensíveis a altas temperaturas.

Excelente qualidade do feixe: A característica de pontos de luz pequenos e uniformes aumenta consideravelmente sua resolução espacial.

Com o aumento contínuo da energia dos lasers tradicionais bombeados por flasher, surgiram uma série de desvantagens, como seu grande tamanho e baixa taxa de repetição. Atualmente, os lasers de estado sólido bombeados por diodo (DPSSL) tornaram-se uma das opções ideais para sistemas LIBS devido à sua estrutura compacta, alta eficiência e operação estável.

Lasers de estado sólido bombeados por diodo da RealLight, projetados especificamente para LIBS.

O Série PQE de lasers de estado sólido bombeados por diodo lançado por RealLight São especificamente otimizadas para aplicações LIBS e apresentam as seguintes características:

Comprimento de onda: 1064 nm

Energia de pulso único: 10 mJ

Frequência de repetição: 10 Hz

Largura do pulso: <3 ns

Design compacto: Pode ser facilmente integrado a diversos sistemas LIBS portáteis ou online em um volume extremamente pequeno.

Os pulsos de laser emitidos por RealLight‘s Série PQE de lasers de estado sólido bombeados por diodo Apresentam alta energia e curta duração de pulso. Não só excitam o plasma eficazmente, como também suprimem significativamente o ruído de fundo. Quando combinadas com detectores não-gated, permitem a aquisição espectral com alta relação sinal-ruído.

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia LIBS, visando portabilidade, inteligência e comercialização, lasers compactos e de alto desempenho são indispensáveis. laser de estado sólido bombeado por diodo desenvolvido independentemente por RealLight O LIBS apresenta excelente desempenho de parâmetros e design confiável, servindo como a principal força motriz para fornecer aos usuários análises precisas.

Aviso: Parte do conteúdo deste artigo foi obtido da internet. Ele se destina a fins de pesquisa técnica e troca de informações, sendo utilizado exclusivamente para sua referência e aprendizado. Caso encontre alguma imprecisão ou erro acadêmico na descrição, por favor, nos informe imediatamente. Se houver alguma questão relacionada a direitos autorais, entre em contato conosco e verificaremos e removeremos o conteúdo o mais breve possível.