激光诱导击穿光谱检测
在常见的固液气三种物质形态外,还有一种神秘的物质形态,称为等离子体(Plasma),又称超气态/电浆体。今天要介绍的检测方法,正是基于这种物质形态的所做的检测。当然,此处仅介绍其带电的性质,其余的物理特性不再赘述。
激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS),是一种测定材料中元素成分的分析技术,常用于矿石、煤质、钢铁、土壤等材料成分的快速检测。该技术通过将超短脉冲激光聚焦在样品表面,通过烧蚀样品产生等离子体(Plasma),使用光谱仪分析其光谱成分,即可判别样品成分。
要产生等离子体,需要样品表面达到10000℃乃至更高。这需要极大的能量对样品进行烧蚀,脉冲激光器的独特特性即可满足该条件。此处引入激光器峰值功率:
峰值功率=单脉冲能量/脉冲宽度
假设是一台脉宽2ns,单脉冲能量为120uJ的脉冲激光器,其峰值功率可达到60000W,足以将样品表面打出等离子体。
样品被高能脉冲激光激发时,原子壳外层的电子会被激发,被激发电子原位将形成空穴,原子将变得不稳定。脉冲停止后等离子体将开始冷却,外层的空穴将被逐级填补。电子自高能级跃迁至低能级释放的能量将根据元素的不同以光的形式释放,每种元素可对应一级电离、二级电离等多根特征谱线。这些谱线将被光谱仪采集,并通过多种算法滤除杂波以得到激光诱导击穿光谱,识别出该材料的元素成分、浓度信息。
杏林睿光自主研发的MC系列微片激光器,采用半导体泵浦被动调Q技术,全密封设计,脉宽可达亚纳秒,峰值功率高,遍布紫外至红外波段。其中单脉冲能量最大可达10mJ,脉宽从300ps至6ns可选。可定制小型化电路板,支持内、外触发,便于安装、集成,支持LIBS检测小型化设计,满足您的不同使用需求。
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