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OceanOptics光纖光譜儀>> >>LIBS-激光誘導擊穿光譜系統(MX2500+)  

什麽是激光誘導擊穿光譜系統?

激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種原子發射光譜儀。可以對固相、液相和氣相基體中幾乎所有元素進行定性和定量的分析。不同于傳統的檢測方法如ICP-OES或者XRF,LIBS在檢測過程中無需進行複雜的樣品制備。爲了達到這個目的,LIBS采用高能量聚焦脈沖激光光束將樣品激發至等離子態,對産生的對應元素發射譜進行分析。元素發射譜的波長與元素的種類直接相關,而元素譜線的強度則和元素的含量相關。

激光誘導擊穿光譜技術特點

激光誘導擊穿光譜技術系統在進行元素分析的時候,需要樣品量極少,對樣品的破壞性小;具有自清潔能力,幾乎不需要樣品制備;可以實現快速實時在線分析;具有遙測能力,可實現有毒、強輻射等惡劣環境中的遠距離、非接觸性測量;具有ppm量級探測靈敏度,可對痕量元素進行探測。

激光誘導擊穿光譜産品構成:

多通道光譜儀MX2500+,憑借其高效的外部同步時鍾,完美的協同了所有通道實現精確的延遲采集,准確的在原子激發輻射突出時采集到完整的原子譜線信號。同時,MX2500+可以應客戶的需求在180-1037nm的範圍內自由的配置光譜儀的通道數量和覆蓋範圍,系統自帶的高效時鍾可以完美的同步所有通道,並同時實現精確觸發兩台外部設備。(如激光器或微波增強設備)

激光器:常使用Nd:YAG激光器,激光器的脈沖寬度一般爲納秒量級,能夠在極短時間內在極小面積上集中大量能量,作爲系統激勵源,將樣品表面微量物質剝離並激發出等離子體。

樣品倉:密閉穩定的倉式結構,一般會包含樣品平台,激光聚焦和收光光路,氣體吹掃系統,成像系統,激光安全保護等配套裝置。

産品特點:

  • 可搭配穩定高效的樣品倉系統
  • 可升級光譜模塊
  • 支持雙脈沖激光器
  • 寬光譜高分辨力測量,180-1037nm範圍內多達16384個像元
  • 高觸發信號精度(±10ns)

應用方向:

  • 環境監測(土壤汙染,工業生産)
  • 材料分析(金屬,煤炭,塑料)
  • 醫學和生物化學(骨骼,牙齒)
  • 國家安全(爆炸,生化武器)
  • 藝術品鑒定(顔料,陶瓷,寶石)

LIBS系統應用:

土壤&農作物汙染檢測:

2012年8月,海洋光學HR2000光譜儀搭建的激光誘導擊穿光譜系統順利完成八個月的太空之旅抵達火星。美國國家航空和航天管理局(NASA)于2011年11月發射了裝載有海洋光學HR2000定制光譜儀的火星科學實驗車--“好奇”號火星探測車,抵達後將對火星表面土壤成分進行探測,使用的就是這種技術,隨著工業的發展,土壤汙染也日益嚴重,從而會對植物,尤其是農作物造成很大影響。

海洋光學的客戶使用MX2500+光譜儀組合樣品倉,在實驗室內使用激光誘導擊穿光譜技術進行土壤和農作物中重金屬成分進行研究,結合對應重金屬元素的濃度標定,可以實現對應元素在土壤和農作物中的含量測量。由于激光誘導擊穿光譜技術無需樣品制備的特點,能夠實現快速測量,因此研究結果對未來的土地汙染防治,農作物生産方面起到很大的指導意義。

古玩鑒定:

在經濟日漸繁榮的今天,古玩收藏已不再是文人雅士的專利,而逐漸成爲人們經濟生活的一部分。北京古玩城是亞洲最大的古玩交易中心,北京古玩城古玩珠寶檢測修複中心的專家最近將海洋光學的MX2500+激光誘導等離子體光譜分析儀引進到古玩鑒定中,以實現更快、更准確地鑒定古玩真僞的目的。

系統用極其微小的一束激光打在鑒定樣品上,通過接收激發的等離子體實現對微量樣品的光譜分析。該檢測對樣品的損傷是分子級別的(相對于把樣品放到桌子上産生的損傷還小);同時,MX2500+具有體積小巧、便于攜帶的優勢。一直以來,中國的古玩鑒定一直依賴“白發”專家,MX2500+系統將爲古玩鑒定專家帶來更高的准確性,使這個古來的行業煥發青春活力。

多通道應用:

煤炭&金屬測量:

冶金行業屬于我國國民經濟的支柱型産業。傳統的合金組份測量和都是在合金生産完成以後,對成品取樣、處理、制樣的方式進行成分分析,速度較慢,一旦檢出結果不達標,會報廢整批樣品,帶來很大的損失,MX2500+多通道光譜儀,作爲一種靈活配置的設備,在合金生産過程的在線分析和質量控制應用上能夠大顯身手。

海洋光學提供了用于激光誘導擊穿光譜的完整系統部件。沈陽自動化所采用海洋光學的MX2500+進行合金組份檢測研究,同時進行了MX2500+用于合金定量分析的算法模型優化,在優化的模型下,進行了合金元素的定性半定量分析和鋼水在線監測分析。

煤炭作爲我國最重要的能源,同樣也存在類似鋼鐵行業的問題,傳統的煤炭分析方法耗時長,無論在煤炭生産或是使用中無法實現實時的成分分析,尤其是對于其中部分成分(硫)含量的實時檢測無法實現,因而無法進行實時的質量控制。海洋光學的MX2500+組成的激光誘導擊穿光譜測量系統作爲一種紫外波段特殊優化的快速成分分析設備,可以實現從煤炭生産到煤炭燃燒各個環節的實時監控。

等離子體發光測量:

MX2500+不僅僅可以組建激光誘導擊穿光譜系統,還可以用在各種各樣的原子光譜測量場合。例如電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-OES)聯合使用,作爲燃燒爐後端光譜采集設備。

寬波段、高分辨的多通道光譜儀MX2500+也是激光的測量的應用中的一把利器。

大氣壓輝光放電過程中會生成等離子體,采用多通道光譜儀MX2500+測量等離子體,對使用大氣壓輝光放電的工作實現了實時過程監測。

等離子刻蝕是半導體及微系統制造超大規模集成電路制造過程中的關鍵步驟,使用多通道光譜儀MX2500+實時監測等離子體光譜,即可在刻蝕過程中精確的定位蝕刻終點,提升刻蝕的工藝水平。

技術參數

系統性能參數
可測元素 原子序數Z≥1
濃度範圍 ≥10ppm,取決于元素種類
樣品性狀 固體或壓片粉末
最大樣品尺寸 30*30*20mm(x*y*z)
最大樣品重量 2kg
平移台行程範圍 60*60*60mm(x*y*z)
光斑尺寸 ≤50um,激光波長1064nm
激光器波長 Nd:YAG 1064nm/532nm可選
激光器能量 50mJ/200mJ可選
光纖 抗紫外光纖
成像 可選高倍微觀視野
軟件 控制硬件設備,獲取數據
支持二次開發,動態鏈接庫
光譜處理算法,熒光背景扣除
光譜儀參數
波長範圍 180nm-1037nm
通道數 1~8通道
光學分辨率 0.1nm(FWHM)
探測器 線陣CCD/面陣CCD可選
積分時間 1ms~65s
觸發延遲 ±450ns
觸發抖動 ±10ns
尺寸重量
MX2500+尺寸(8通道) 460mm*150mm*165mm
MX2500+重量(8通道) 7kg
樣品倉尺寸 450mm*360mm*460mm
樣品倉重量 25kg
激光驅動器尺寸 360mm*133mm*435mm
激光驅動器重量 14kg

 

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