LIBS激光诱导击穿光谱系统海洋光学 LIBS技术在气候环境领域的应用与拓展

海洋光学LIBSMX2500+参考多项行业标准文章编号：1001-7410（2018）06-04 《激光诱导击穿光谱仪在古气候研究中的应用：建立石笋微量元素记录》。完成非金属矿产的检测。可以用在地矿/有色金属行业领域中的元素项目。

一、研究背景

什么是激光诱导击穿光谱系统？

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种原子发射光谱仪。可以对固相、液相和气相基体中几乎所有元素进行定性和定量的分析。不同于传统的检测方法如ICP-OES或者XRF，LIBS在检测过程中无需进行复杂的样品制备。为了达到这个目的，LIBS采用高能量聚焦脉冲激光光束将样品激发至等离子态，从而产生对应的元素发射谱进行分析。元素发射谱的波长与元素的种类直接相关，而元素谱线的强度则和元素的含量相关。

激光诱导击穿光谱的优异特性使得其可应用于传统手段无法测量的绝缘体，非晶材料以及松散的固体，以及气体和液体样品。同时也能轻松的分析到原子序数Z＜14的元素。

激光诱导击穿光谱系统构成

多通道光谱仪：

多通道光谱仪MX2500+，凭借其高效的外部同步时钟，完美地协同了所有通道实现精确的延迟采集，准确的在原子激发辐射突出时采集到完整的原子谱线信号。同时，MX2500+可以应客户的需求在180-1037nm的范围内自由配置光谱仪的通道数量和覆盖范围，系统自带的高效时钟可以完美的同步所有通道，并同时实现精确触发两台外部设备。（如激光器或微波增强设备）

激光器：

常使用Nd:YAG激光器，激光器的脉冲宽度一般为纳秒量级，能够在极短时间内在极小面积上集中大量能量，作为系统激励源，很容易将样品表面微量物质剥离并激发出等离子体。

集成成像模组：

模组内包含了相机，LED同轴照明系统和激光同轴光路，用户直接在相机传回的实时画面上进行可视化对焦，可在观察视野中选择样

品被轰击的位置，并观察样品表面在轰击前后的变化。

激光安全：

当样品仓仓门开启时，激光器自动锁定为不可开启状态，确保安全性。仓门集成了激光保护玻璃，完全隔绝1064nm激光散射伤害。光纤收光系统：

采用透镜耦合的方式和近距离大面积收光，确保等离子发光最大限度耦合到光纤内部，从而提高整个系统的检测能力。透镜可以保护光纤端面不受等离子体的污染，从而延长光纤使用寿命。

集成充气装置：

集成充气装置可以实时向样品台内充入惰性气体，一方面在样品附近可以形成惰性气体气氛环境，可以延长等离子体的寿命；另一方面减少了仓内空气对出现在真空紫外波段谱线的吸收，支持选配带有抽真空*功能的小型样品保护室。

三维样品平台：

集成化的三维样品平台方便用户放置多个样品，全自动精确调整激光轰击在样品表面的位置和深度，并可以实现自动聚焦和自动扫描采样*，极大地方便了用户的测试使用。

*注意：需要配置电控平移台

*注意：真空度最高约为10-3Pa

MX2500+的工作特性

无论是采用高功率脉冲激光来激发固体样品中的元素原子发射谱（10ns），还是采用高压电场光辉放电来激发液态或者气态样品中的元素原子发射谱，MX2500+凭借其高效的外部时钟同步总线可以完美协同所有通道的光谱仪准确的设定延迟触发信号（-450us至450us，步长13.8ns）准确的在原子发射谱的上升沿采集到完整的原子谱线信号。可以同时分析轻元素（H,He,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,Na,Mg,Ai,...）和重元素的含量。

MX2500+多通道光谱采集系统可以应对客户的需求在180-1100nm的光谱范围上配置单通道，双通道，三通道，四通道以及多通道光谱仪。系统自带的高效外部时钟同步总线可以完美同步所有的通道，并且可以同时触发两部外部设备。（如激光器和微波增强设备）

产品特点

• 可升级光谱模块

• 支持双脉冲激光器

• 宽光谱、高分辨率光谱分析(可达0.035nm光学分辨率，波长范围180-1100nm)

• 高触发精度（+-10ns）

• 检出限为十至几十ppm

• 独有荧光背景扣除法

产品应用

LIBS技术可应用于许多领域：

环境监控(土壤污染、微粒)

材料分析(金属、塑料)

法医和生物医学研究(牙齿、骨骼)

军事和国防(爆炸、生化武器)

艺术修复/保存(颜料、珠宝/古代金属制品)

技术参数

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