雷射誘導擊穿光譜儀Spectrolaser4000/7000（LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy）
基本介紹
- 中文名：雷射誘導擊穿光譜儀
- 原產地：澳大利亞
- 產品型號：Spectrolaser Target
- 雷射器： Nd:YAG
一：產品信息,二：技術參數,三：主要特點,四：儀器信息,五：LIBS有哪些用途?,六：LIBS的基礎知識,七：LIBS的產業化進程,八：主要技術參數,
一：產品信息
LIBS雷射誘導擊穿光譜儀Spectrolaser4000/7000（LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy）
原產地：澳大利亞
產品型號：Spectrolaser Target
LIBS雷射誘導擊穿光譜儀ChemReveal 3000 Series
原產地：美國
產品型號：ChemReveal 3000 Series
二：技術參數
雷射器： Nd:YAG
波長1064nm（可選其它波長）
雷射能量: 90, 200 或 300mJ 選項 備選532nm-180mJ或者355nm-75mJ雷射選項
支持軟體連續調節, 0 至 最大能量
光路:4個Czerny-Turner型光譜通道
檢測器類型： 4個CCD檢測器/7個CCD檢測器
檢測器通道:：通過計算機控制不同檢測器曝光的延遲，-2 至 15 毫秒, 80納秒步進，<10納秒跳動保證優異的穩定性
波長範圍：190 - 950nm, 同步採集
解析度:：0.09 @ 300nm
樣品掃描: 線性步進馬達控制樣品掃描系統。 2或3軸掃描選項.
樣品倉：備 除塵系統。可充緩衝氣體- 電磁閥控制氣體供應。
（A/D）數模轉換 ：2MHz 每通道
分析時間 ：一般1 – 20秒。
計算機： USB口，即插即用。
軟體： Spectrolaser LIBS 分析軟體和光譜資料庫。 兼容Windows XP。
- Spectrolaser 分析軟體
- 帶元素鑑定的光譜資料庫。.
- 表面製圖功能，圖形界面。
- 用戶可選分析時間和數據求平均。.
- 靈活報告格式選項。
- 實驗室管理員安全選項。
電源：85-240VAC
雷射器： Nd:YAG
波長1064nm（可選其它波長）
雷射能量: 90, 200 或 300mJ 選項 備選532nm-180mJ或者355nm-75mJ雷射選項
支持軟體連續調節, 0 至 最大能量
光路:4個Czerny-Turner型光譜通道
檢測器類型： 4個CCD檢測器/7個CCD檢測器
檢測器通道:：通過計算機控制不同檢測器曝光的延遲，-2 至 15 毫秒, 80納秒步進，<10納秒跳動保證優異的穩定性
波長範圍：190 - 950nm, 同步採集
解析度:：0.09 @ 300nm
樣品掃描: 線性步進馬達控制樣品掃描系統。 2或3軸掃描選項.
樣品倉：備 除塵系統。可充緩衝氣體- 電磁閥控制氣體供應。
（A/D）數模轉換 ：2MHz 每通道
分析時間 ：一般1 – 20秒。
計算機： USB口，即插即用。
軟體： Spectrolaser LIBS 分析軟體和光譜資料庫。 兼容Windows XP。
- Spectrolaser 分析軟體
- 帶元素鑑定的光譜資料庫。.
- 表面製圖功能，圖形界面。
- 用戶可選分析時間和數據求平均。.
- 靈活報告格式選項。
- 實驗室管理員安全選項。
電源：85-240VAC
三：主要特點
·固體雷射光源，多種波長可選，能量高、集中，操作調節方便，無損檢測；
·樣品處理方便，可直接檢測固體、液體和氣體樣品；
·只需接通電源，無燃燒氣，無需緩衝氣（可選），對環境無特殊要求；
·全範圍波長採集數據，分析檢測速度快，典型分析1－20秒；
·資料庫包含有超過7000條譜線數據，每個元素至少有5條最強譜線數據；
·分析軟體兼容XP，操作簡單方便，擁有強大的光譜資料庫，可進行表面製圖等。
Spectrolaser Target 型號擴展了Spectrolaser系列.
·裝備有高分辨掃描，包括單軸，雙軸或三軸模式。
·Spectrolaser Target 可以表面元素製圖，並且可以對被分析樣品的任何位置進行精確檢查。.
·每台 Target 型號都有一個帶放大功能的軸向照相系統和十字雷射定位系統，可以精確分析樣品表面的每一點。.
·Target 系列包括所有Spectrolaser 產品系的分析功能，包括光譜發射線鑑定，標準樣品校準，多種報告格式等。
Spectrolaser Mobile移動式系統。
·這套移動式系統是一套車載系統，包括了可幫助你再野外取得快速數據所需要的一切。
·它可以在15秒內給你準確的數據，不需要等待實驗室結果。儀器到了現場，通電即可運行。
·此系統適用於我們任何一個Spectrolaser型號。
四：儀器信息
雷射誘導擊穿光譜儀是光譜分析領域一種嶄新的分析手段，其基本原理是使用高能量雷射光源，在分析材料表面形成高強度雷射光斑(電漿)，使樣品激發發光,這些光隨後通過光譜系統和檢測系統進行分析。這種技術對材料中的絕大部分無機元素非常敏感.。同時能分析低原子數元素例如：氫-鈉的元素，這些元素用其他技術很難分析。
Spectrolaser是一個跨蘇同事分享系統，並已取得專利。Spectrolaser雷射光譜儀具有強大的技術優勢：
·可測幾乎所有自然元素，包括常規方法難以分析的H，Li，Be，C，N，O，S等元素；
·樣品製備過程非常簡單，還可利用重複脈衝的方法對樣品表面進行清潔處理或除去表面塗層；
·只需很少的樣品（1-10g）便可以進行高通量分析，大大降低分析成本；
·具有ppm級的檢測限和高靈敏度、檢測精度和準確度；
·真正意義上的無損檢測，只消耗微量的樣品，雷射入射到樣品上幾乎不會產生加熱效應；
·可以對任何物理狀態的樣品進行元素分析，包括固態、液態、氣態和各種混合物；
·幾乎不受光譜干擾的影響；
·對於所有可檢出的元素同事測定的分析時間降至大約20秒，相對應其他分析技術有明顯優勢；
·環境適應性好，幾乎沒有特殊要求。只需連線上電源即可工作，不需水冷和壓縮空氣。能滿足野外實驗的要求；
·基本無周期性更換的耗材，配置雷射可連續使用超過600 000次以上；
·具有兼容Windows作業系統的強大分析軟體和光譜資料庫。
五：LIBS有哪些用途?
自從LIBS技術問世以來，該技術就被公認為是一種前景廣闊的新技術，將為分析領域帶來眾多的創新套用。LIBS作為一種新的材料識別及定量分析技術，既可以用於實驗室，也可以套用於工業現場的線上檢測。其主要特點為：
- 快速直接分析，幾乎不需要樣品製備
- 可以檢測幾乎所有元素
- 可以同時分析多種元素
- 基體形態多樣性 - 可以檢測幾乎所有固態樣品
LIBS彌補了傳統元素分析方法的不足，尤其在微小區域材料分析、鍍層/薄膜分析、缺陷檢測、珠寶鑑定、法醫證據鑑定、粉末材料分析、合金分析等套用領域優勢明顯，同時，LIBS還可以廣泛適用於地質、煤炭、冶金、製藥、環境、科研等不同領域的套用。
除了傳統的實驗室的套用，LIBS還是為數不多的可以做成手持便攜裝置的元素分析技術，更是目前為止被認為唯一可以做線上分析的元素分析技術。這將使分析技術從實驗室領域極大地拓展到戶外、現場、甚至生產工藝過程中。
六：LIBS的基礎知識
LIBS使用高峰值功率的脈衝雷射照射樣品，光束聚焦到一個很小的分析點（通常10-400微米直徑）。在雷射照射的光斑區域，樣品中的材料被燒蝕剝離，並在樣品上方形成納米粒子雲團。由於雷射光束的峰值能量是相當高的，其吸收及多光子電離效應增加了樣品上方生成的氣體和氣溶膠雲團的不透明性，即便只是很短暫的雷射脈衝激發。由於雷射的能量顯著地被該雲團吸收，電漿逐漸形成。高能量的電漿使納米粒子熔化，將其中的原子激發並且發出光。原子發出的光可以被檢測器捕獲並記錄為光譜，通過對光譜進行分析，即可獲得樣品中存在何種元素的信息，通過軟體算法可以對光譜進行進一步的定性分析（例如材料鑑別，PMI）和定量分析（例如，樣品中某一元素的含量）。
檢出限和定量分析
LIBS檢出限很大程度上取決於被測樣品的類型、具體哪些元素、以及儀器的雷射器/光譜檢測器的選型配置。基於以上原因，LIBS的檢出限可以從幾ppm一直到%級的範圍。在大多數常規套用中，對於絕大多數元素，LIBS檢出限可以做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中，通過LIBS獲得的測量結果的相對標準偏差可以達到3-5%以內，而對於均質材料通常可以到2%以內甚至<1%。
七：LIBS的產業化進程
八：主要技術參數
ChemReveal台式LIBS雷射誘導擊穿光譜儀
元素測量範圍 | 原子序數Z>=1 (包括C, H, O等有機元素，以及N, Li, Be, B等輕元素，以及幾乎所有金屬、非金屬元素) |
濃度範圍 | 10ppm至%級別（取決於元素及儀器配置） |
分析時間 | 一般20s左右 |
樣品形態 | 固體或粉末（粉末需要壓片後測量）。直接測量，無需特別的樣品製備 |
樣品放置及定位 | XYZ三軸可自由定位樣品台，並可以以微米為單位精確位置定位 |
樣品成像 | |
最低樣品質量 | ~100pg至10 μg（取決於樣品） |
最大樣品尺寸 | 約12.7cm x 22.8cm x 12.7cm |
分析光斑尺寸 | 光斑大小可調。最小：<10μm（取決於雷射器），最大：500μm |
分析深度 | ~1 - 100μm，取決於材料材質及雷射器能量設定 |
雷射能量計量 | 0~400mJ/脈衝+/-5%，可調 |
雷射器 | Nd:YAG 1064nm波長，200mJ/脈衝 266nm波長，50mJ/脈衝 |
光譜探測器 | |
所需氣體 |
