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光纖光譜儀在LIBS中的應用
發布日期:2024-06-05 10:59:20

近年來,LIBS技術因其無需樣品制備、對樣品損耗小、快速實時分析、多元素可同時監測等優勢,在地質研究、深空探測、材料科學、環境監測、生物醫學等領域展現出廣泛的應用前景。

1、LIBS原理簡介

激光誘導擊穿光譜技術(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)簡稱LIBS,其原理描述如下:

激發:LIBS技術利用高能量聚焦脈沖激光光束激發樣品表面。

燒蝕:表面被燒蝕產生等離子體,等離子體是一種部分電離的氣體。

發射光譜:激光結束后,原子和離子通過發射元素自身獨有光譜特征譜線返回基態。

光譜捕獲:光譜儀會捕獲這些元素所發射的光譜。

分析過程:通過分析這些光譜的波長和強度,LIBS技術可以識別樣品中的元素組成成分。


其特點包括快速直接分析、幾乎不需要樣品制備、可以檢測幾乎所有元素。下面給列出了元素周期表,60多種常見元素可以使用LIBS進行定量分析,并給出了不同元素檢測極限。

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2、LIBS測量方案

2.1系統搭建

LIBS測量系統一般由光譜儀給出同步觸發信號到激光器,激光器發射激光,聚焦到樣品上,返回的光信號在一定時間內由接收鏡組匯聚入多通道光譜儀端(鑒知技術SR75C系列),最后由計算機對采集的數據進行處理顯示出測量的譜圖信息,分析出元素種類及含量。

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2.2 LIBS應用特點


a.光譜范圍寬——元素檢測的多樣性

LIBS的光譜分析范圍廣泛,通常覆蓋從200nm到1070nm的波長范圍。這種寬光譜范圍使得LIBS系統能夠檢測和分析多種元素,包括許多在可見光和紫外光區域具有特征的元素。


b.光譜分辨率高——元素檢測的準確性

在LIBS系統中,寬光譜范圍與高分辨率(如光學分辨率0.1nm或更高)相結合,使得系統能夠區分不同元素的細微光譜特征,這對于復雜樣品中的元素分析尤為重要。這種高分辨率有助于提高分析的準確性和可靠性。


d.光譜信噪比高——痕量元素探測

在LIBS 實驗中,通常會根據不同的樣品,選擇合適的延時時間和積分時間,從而得到較高信噪比的光譜。高靈敏度的探測器還使得LIBS系統具有ppm(百萬分之一)量級的探測能力。這意味著LIBS系統能夠檢測和分析樣品中的痕量元素,這在環境監測和地質勘探等領域尤為重要。


c.延時與積分時間可控——元素檢測實時在線分析

在等離子體形成初期,韌致輻射、復合輻射等會產生連續背景輻射,只有當韌致和復合輻射強度逐漸減弱,才可以看到原子和分子在束縛能級間躍遷形成的離子、原子線狀光譜。連續背景輻射持續時間達μs量級,但衰減比較快,而分立的離子和原子譜線強度緩慢變強,一般需要幾百ns,此時才是探測信號的最佳窗口期。

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3、產品推薦|SR75C高分辨率光纖光譜

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3.1 產品特點

a.光譜范圍寬——覆蓋200~1000nm

b.光譜分辨率高——10um縫-0.15~0.2nm

d.光譜信噪比高——650:1

c.延時/積分時間可控——0~10us延時可設


3.2 產品參數表

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【鑒知技術簡介】

北京鑒知技術有限公司(江蘇鑒知技術有限公司)是一家以光譜檢測技術為核心的專業公司,公司致力于為客戶提供更先進的產品和更快捷的物質識別方案。鑒知技術自主研發多款拉曼光譜儀、光纖光譜儀、便攜式拉曼光譜儀、在線氣體分析儀、手持式物質識別儀等產品,已廣泛應用于化工制藥、食藥檢測、緝私緝毒、液體安檢等諸多領域。


鑒知技術公司源自同方威視技術股份有限公司與清華大學共建的“清華大學安全檢測技術研究院”,歷經10余年的孵育,專利累計申請數達200余件。公司所擁有的技術獲得了國家科學技術委員會科技成果鑒定證書及中國專利優秀獎,相關產品獲得了國際發明展覽會金獎、北京市新技術新產品證書、中國科學儀器年度優秀新品獎、朱良漪分析儀器創新獎之“創新成果獎”等。


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