LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜測量

  AvaLIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜測量系統(tǒng)，可以對固體、液體、氣體中元素做快速定性定量分析。AvaLIBS的光譜分析范圍是200-1070 nm，光學(xué)分辨率0.1nm（FWHM），檢測靈敏度達到ppm級。

        特點：

• 寬光譜，高分辨率光譜分析（波長范圍200-1050 nm，光學(xué)分辨率0.1 nm）

• 快速定性定量分析

• ppm級檢測靈敏度

• 應(yīng)用領(lǐng)域包括了材料分析，環(huán)境監(jiān)測，地質(zhì)勘探，文物鑒定等等

        AvaLIBS工作原理

        激光誘導(dǎo)等離子光譜（LIPS）或者更常見的叫法激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）是一種原子發(fā)射光譜，它使用脈沖激光器作為激發(fā)源。激光脈沖（典型值10 ns）聚焦到被測物體的表面，使被測材料表面的激光功率密度超過1 GW/cm2。在如此之高的激光功率密度作用下，被測材料表面就會有幾微克的物質(zhì)被噴射出來同時材料表面還會產(chǎn)生壽命很短但亮度很高的等離子體，其瞬間溫度可達10,000 攝氏度 。冷卻過程中，處于激發(fā)態(tài)的原子和離子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，并發(fā)射出具有特定波長的光輻射。探測系統(tǒng)可以使用高靈敏度、高分辨率、多通道光纖光譜儀AvaSpec-2048-X進行測量，每個通道均有2048像素線陣CCD探測器。采集到的200-1050 nm寬光譜數(shù)據(jù)傳送給應(yīng)用軟件進行分析。

   高靈敏度、高分辨率、多通道光譜儀
        AvaLIBS系統(tǒng)可以配置單通道、雙通道、三通道、四通道或多通道光譜儀（USB2.0平臺可支持10個通道），由儀器主板上的微處理器控制，使得不同通道間可以實現(xiàn)同步采樣。精確的同步數(shù)據(jù)采樣可以使光譜儀快速讀出數(shù)據(jù)，所以可以用來對瞬態(tài)事件進行監(jiān)控，如用光譜儀的不同通道來監(jiān)測脈沖激光器誘導(dǎo)的等離子體光譜。并且提供動態(tài)鏈接庫（DLL）接口軟件包，您可以方便地基于光譜儀編寫二次開發(fā)應(yīng)用軟件。

        應(yīng)用領(lǐng)域

1、材料的遠程無損分析，定性和識別。

2、危險材料 (高溫、放射性、化學(xué)毒性材料) 的遠程探測和元素分析

3、存儲容器的放射性污染的現(xiàn)場檢測 (玻璃化的高等級廢料、中間級廢料)

4、不易接近環(huán)境中鋼材的現(xiàn)場成分分析 (核反應(yīng)堆壓力容器等)

5、廢料回收過程中快速鑒別金屬和合金

6、關(guān)鍵部件在制造和裝配過程中的絕對金屬鑒定。

7、對液態(tài)金屬和合金進行過程控制時的在線成分分析 (如鋼中的碳、硅、磷等含量的測定)

8、對液態(tài)玻璃進行過程控制時的在線成分分析 (如鐵、鉛等含量的測定)

9、對淹沒在水中的材料進行現(xiàn)場識別 (如金屬、合金、陶瓷、礦物質(zhì)、放射性材料等)

10、對物體表面涂層的深度輪廓分析和成分分析 (如電鍍鋼、塑料膜層、油漆中的重金屬等)

11、空氣中微粒的在線監(jiān)測 (如煙囪排放監(jiān)測)

12、復(fù)雜形狀物體的成分分析

        AvaLIBS的激光器

        激光器的選擇可以有兩種：一種選用單波長激光1064 nm；另一種選用雙波長輸出1064 nm & 532 nm。脈沖能量可選50 mJ、100 mJ或200 mJ。激光的溶化和等離子體的形成跟樣品類型有關(guān)，因此對于不同的樣品有著不同的能量要求。對于金屬材料，采用50 mJ激光器。對于非金屬和高OH－材料，200 mJ激光器更適合應(yīng)用。而對于液體樣品，可以采用雙波長激光器，樣品中的氧化物質(zhì)會減緩等離子體的形成，所以需要另一波長的激光來增強等離子體的形成。

        其它特性
無需樣品預(yù)處理

        AvaLIBS可以直接對材料進行分析，而不需要對材料做任何預(yù)處理。但如果樣品表面涂覆有其它物質(zhì)（比如氧化的或者涂層的鋼材）時，則要用激光先把樣品表面的涂層清理干凈。激光清除過程的效率取決于材料種類及激光能量。此外，激光等離子體所產(chǎn)生的超聲波對去除半流體或者粘性污物有非常好的效果。例如，可以分析表面裹有幾厘米厚OH礦泥的金屬。

定量分析微量元素

        AvaLIBS做過標定后就可以對基體材料中的微量元素進行定量分析，比如分析鋼材中的鉻，鋁合金中的鎂，玻璃中的鐵，硫酸銅中的銅等。標定時要使用經(jīng)過鑒定的樣品材料，這個樣品材料與被測材料具有相同的基體，但含有不同含量的被分析元素。在分析時通常采用所謂的“內(nèi)部標準化”的過程，即把被分析元素的譜線強度和基體材料的譜線強度進行比較，這樣就可以減少由于激光的脈沖 - 脈沖能量不一致性所導(dǎo)致的等離子體條件變化對測量結(jié)果的影響。AvaLIBS測量的靈敏度與許多因素有關(guān)：分析元素和基體材料的結(jié)合方式，測量距離，以及是否需要遙測等。測量結(jié)果的正確性可優(yōu)于10%，精度可優(yōu)于5%。