В последние годы технология лазерно-индуцированной спектроскопии пробоя (LIBS) продемонстрировала большой потенциал и широкие перспективы применения в различных областях, таких как промышленная инспекция, мониторинг окружающей среды и материаловедение, благодаря своим характеристикам быстрого и неразрушающего элементного анализа. Суть заключается в использовании высокоэнергетических лазерных импульсов для мгновенного возбуждения образца с образованием плазмы и достижении точного определения состава материала путем анализа спектра излучения плазмы. Производительность «сердца» системы LIBS – лазера – напрямую определяет точность анализа и эффективность работы.

Введение в технологию LIBS

Технология LIBS основана на фундаментальном принципе взаимодействия лазеров с веществом:

Образование плазмы: Благодаря фокусировке высокоэнергетических лазерных импульсов все вещества на поверхности образца мгновенно испаряются, образуя высокотемпературную плазму.

Спектральное излучение: Атомы и ионы в плазме излучают характерные спектры в процессе девозбуждения.

Компонентный анализ: Путем сбора и анализа характеристических спектров спектрометр может проводить качественный и количественный анализ свойств элементов (т.е., их характеристических спектральных линий).

Еще одним преимуществом технологии LIBS является то, что она не требует сложной предварительной обработки образцов и позволяет проводить быстрый многоэлементный анализ различных типов образцов, таких как твердые вещества, жидкости и газы. Она особенно подходит для оперативного обнаружения и дистанционного анализа на промышленных объектах.

Широкое применение LIBS

Промышленный анализ материалов: например, определение состава алюминиевых сплавов, сортировка металлического лома, анализ состава пленочных материалов и т. д.

Экологический мониторинг: обнаружение тяжелых металлов в почве, анализ загрязняющих веществ в водоемах.

Области исследований: анализ древних строительных материалов, анализ античного искусства, глубоководные исследования и т. д.

Биомедицина: распознавание и скрининг сывороточных маркеров заболеваний, визуализация распределения элементов в тканях и т. д.

Благодаря применению LIBS, мы можем быстро сортировать сплавы отходов алюминия в алюминиевой промышленности, значительно повышая эффективность повторного использования ресурсов. Одновременно с этим, можно получить данные из первых рук для анализа доли элементов в прозрачных проводящих пленках, таких как Al-In-Sn-O, что позволяет оптимизировать их фотоэлектрические характеристики и т.д.

Характеристики лазеров, используемых для LIBS.

Для обеспечения стабильного возбуждения плазмы и получения высококачественных спектральных сигналов лазер, используемый в системах LIBS, должен обладать следующими характеристиками:

Высокая энергия одиночного импульса (обычно на уровне миллиджоулей): высокая энергия одиночного импульса обеспечивает эффективное разрушение образца, что приводит к генерации плазмы достаточной интенсивности.

Короткая длительность импульса (наносекундный уровень): это не только значительно увеличивает пиковую мощность, но и эффективно снижает тепловое воздействие на тестируемые компоненты. Это может обеспечить хорошую защиту для некоторых компонентов, чувствительных к высоким температурам.

Превосходное качество светового луча: особенность в виде небольших и однородных световых пятен значительно повышает его пространственное разрешение.

С непрерывным увеличением энергии традиционных лазеров с импульсной накачкой возник ряд недостатков, таких как их большие размеры и низкая частота повторения импульсов. В настоящее время твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSSL) первоначально стали одним из идеальных вариантов для систем LIBS благодаря своей компактной конструкции, высокой эффективности и стабильной работе.

Твердотельные лазеры RealLight с диодной накачкой, разработанные специально для LIBS.

Он Серия твердотельных лазеров с диодной накачкой PQE запущено Реальный свет специально оптимизированы для применения в LIBS и обладают следующими характеристиками:

Длина волны: 1064 нм

Энергия одиночного импульса: 10 мДж

Частота повторения: 10 Гц

Длительность импульса: <3 нс

Компактная конструкция: благодаря чрезвычайно малому объему его можно легко интегрировать с различными портативными или онлайн-системами LIBS.

Лазерные импульсы, излучаемые Реальный свет‘s Серия твердотельных лазеров с диодной накачкой PQE Они отличаются как высокой энергией, так и короткой длительностью импульса. Они не только эффективно возбуждают плазму, но и значительно подавляют фоновый шум. В сочетании с нестробированными детекторами они позволяют получать спектральные данные с высоким отношением сигнал/шум.

В условиях непрерывного развития технологии LIBS, стремления к портативности, интеллектуальности и коммерциализации, компактные и высокопроизводительные лазеры становятся незаменимыми. твердотельный лазер с диодной накачкой разработано независимо Реальный свет LIBS отличается превосходными характеристиками параметров и надежной конструкцией, что является ключевым фактором, обеспечивающим пользователям точный анализ.

Предупреждение: Часть информации в этой статье взята из интернета. Она предназначена для технических исследований и обмена информацией и предназначена исключительно для ознакомления и обучения. Если в описании обнаружены какие-либо неточности или академические ошибки, пожалуйста, незамедлительно укажите на них. Если возникли вопросы, связанные с авторскими правами, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы проверим и удалим их в кратчайшие сроки.