Лазерно-индуцированная спектроскопия пробоя (LIBS) и другие передовые методы атомно-эмиссионной спектроскопии широко используются для быстрого и точного анализа состава материалов.

В основе метода LIBS лежит высокоэнергетический импульсный лазер. Через фокусирующую линзу луч высокоэнергетического импульсного лазера (обычно наносекундного диапазона) концентрируется на поверхности образца. Небольшое количество возбужденного вещества на поверхности образца мгновенно нагревается, испаряется и ионизируется, образуя высокотемпературную, высокояркую, переходную плазму. По мере охлаждения плазмы возбужденные атомы и ионы в ней переходят из высокоэнергетических состояний обратно в низкоэнергетические, испуская характерные спектральные линии на определенных длинах волн. Эти оптические сигналы могут быть разложены на соответствующие спектры с помощью спектрометра и детекторов (таких как ПЗС-матрицы). Точное определение этих характерных спектральных линий и их интенсивности позволяет быстро проводить качественный и количественный анализ элементов в образце.

Главное преимущество этого метода заключается в практически полном отсутствии необходимости в предварительной подготовке образцов. Независимо от того, идет ли речь о твердых, жидких или газообразных образцах, результаты анализа можно получить напрямую и быстро. Прямой анализ образцов исключает необходимость в громоздких и трудоемких процессах предварительной обработки. Кроме того, он обеспечивает быстрый анализ в реальном времени, позволяя получать полный спектр с помощью одного лазерного импульса. Весь процесс может быть завершен за миллисекунды, что делает возможным онлайн-анализ в реальном времени. Он также позволяет одновременно обнаруживать несколько элементов, обеспечивая возможность получения сигналов практически для всех металлических и некоторых неметаллических элементов в образце за одно измерение. Это значительно повышает эффективность анализа.

Лазеры удаляют лишь мельчайшие количества образца материала, причиняя минимальный ущерб его структуре и, таким образом, являясь минимально инвазивным аналитическим методом. Их можно фокусировать на больших расстояниях с помощью волоконной оптики или телескопических систем, что позволяет проводить дистанционное зондирование. Эта возможность обеспечивает успешное применение в суровых условиях (например, внутри ядерных реакторов, высокотемпературных печей) и даже для дистанционного обнаружения (например, с помощью ChemCam на марсоходах). Области применения лазеров чрезвычайно широки и включают материаловедение, геологическую разведку, мониторинг окружающей среды, освоение космоса, управление промышленными процессами и аутентификацию культурных реликвий. Хотя абсолютная точность может иногда немного уступать традиционным лабораторным методам, беспрецедентные возможности анализа в режиме реального времени на месте делают их мощным аналитическим инструментом.

Благодаря этим преимуществам, технология LIBS нашла применение во многих научных и промышленных областях:

• Обеспечение высококачественного контроля промышленных процессов посредством онлайн-анализа состава в металлургической, сталелитейной, цементной и других отраслях промышленности.
• Оперативный мониторинг окружающей среды путем выявления вредных элементов в водоемах и загрязнения почвы тяжелыми металлами.
•  Полевая идентификация горных пород и минералов, а также быстрая оценка содержания руды имеют большое значение для геологических и горнодобывающих работ.
• Благодаря дистанционному анализу химического состава марсианских пород и почвы мы совершили крупный прорыв в освоении космоса.
•  Материаловедение включает в себя детальный анализ состава сложных материалов, таких как тонкие пленки, сплавы и полимеры.
• Использование неразрушающих аналитических методов для определения и анализа пигментного состава антиквариата, фресок и скульптур.
• Безопасность и охрана: своевременное обнаружение взрывчатых веществ, опасных химических веществ, ядерных материалов и других субстанций.

PQE и Лазеры серии AQE от Реальный свет Благодаря компактным размерам они идеально подходят в качестве лазерных источников для портативных и ручных LIBS-приборов.

Предупреждение: Часть информации в этой статье взята из интернета и предназначена для технических исследований и обсуждения. Она предназначена только для ознакомления и обучения. Просим сообщать о любых неточностях. По вопросам авторских прав обращайтесь к нам для проверки и удаления информации.