AvaLIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜測(cè)量系統(tǒng)

  AvaLIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜測(cè)量系統(tǒng)，可以對(duì)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(cè)靈敏度達(dá)到ppm級(jí)。

        特點(diǎn)：

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

• 快速定性定量分析

• ppm級(jí)檢測(cè)靈敏度

• 應(yīng)用領(lǐng)域包括了材料分析，環(huán)境監(jiān)測(cè)，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(cè)物體的表面，使被測(cè)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(cè)材料表面就會(huì)有幾微克的物質(zhì)被噴射出來同時(shí)材料表面還會(huì)產(chǎn)生壽命很短但亮度很高的等離子體，其瞬間溫度可達(dá)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(zhǎng)的光輻射。探測(cè)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(jìn)行測(cè)量，每個(gè)通道均有2048像素線陣CCD探測(cè)器。采集到的200-1050 nm寬光譜數(shù)據(jù)傳送給應(yīng)用軟件進(jìn)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(tái)可支持10個(gè)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(shí)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(duì)瞬態(tài)事件進(jìn)行監(jiān)控，如用光譜儀的不同通道來監(jiān)測(cè)脈沖激光器誘導(dǎo)的等離子體光譜。并且提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（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(yuǎn)程無損分析，定性和識(shí)別。

2、危險(xiǎn)材料 (高溫、放射性、化學(xué)毒性材料) 的遠(yuǎn)程探測(cè)和元素分析

3、存儲(chǔ)容器的放射性污染的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè) (玻璃化的高等級(jí)廢料、中間級(jí)廢料)

4、不易接近環(huán)境中鋼材的現(xiàn)場(chǎng)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(duì)金屬鑒定。

7、對(duì)液態(tài)金屬和合金進(jìn)行過程控制時(shí)的在線成分分析 (如鋼中的碳、硅、磷等含量的測(cè)定)

8、對(duì)液態(tài)玻璃進(jìn)行過程控制時(shí)的在線成分分析 (如鐵、鉛等含量的測(cè)定)

9、對(duì)淹沒在水中的材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別 (如金屬、合金、陶瓷、礦物質(zhì)、放射性材料等)

10、對(duì)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(cè) (如煙囪排放監(jiān)測(cè))

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(zhǎng)激光1064 nm；另一種選用雙波長(zhǎng)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(duì)于不同的樣品有著不同的能量要求。對(duì)于金屬材料，采用50 mJ激光器。對(duì)于非金屬和高OH－材料，200 mJ激光器更適合應(yīng)用。而對(duì)于液體樣品，可以采用雙波長(zhǎng)激光器，樣品中的氧化物質(zhì)會(huì)減緩等離子體的形成，所以需要另一波長(zhǎng)的激光來增強(qiáng)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(duì)材料進(jìn)行分析，而不需要對(duì)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(shí)，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(duì)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(biāo)定后就可以對(duì)基體材料中的微量元素進(jìn)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(biāo)定時(shí)要使用經(jīng)過鑒定的樣品材料，這個(gè)樣品材料與被測(cè)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(shí)通常采用所謂的“內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化”的過程，即把被分析元素的譜線強(qiáng)度和基體材料的譜線強(qiáng)度進(jìn)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(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。AvaLIBS測(cè)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(cè)量距離，以及是否需要遙測(cè)等。測(cè)量結(jié)果的正確性可優(yōu)于10%，精度可優(yōu)于5%。