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        激光誘導擊穿光譜技術工作原理和優勢

        更新時間:2024-05-16      點擊次數:117
          激光誘導擊穿光譜技術是一種基于原子發射光譜的分析技術,用于識別和定量分析材料中的元素成分。這種技術的顯著特點是使用高能量的脈沖激光束來燒蝕(蒸發或剝離)樣品表面的微小區域,產生等離子體,然后通過分析等離子體發射光譜來確定樣品中存在的元素種類及其濃度。
          工作原理如下:
          1. 激光燒蝕:在LIBS過程中,首先使用一個高功率的脈沖激光器(通常是納秒級或飛秒級的),其激光束被聚焦到樣品表面。激光的能量密度足夠高,以至于能夠瞬間將樣品表面的物質加熱到高溫,導致材料的迅速汽化、電離,形成一個由電子、離子和中性原子組成的等離子體。
          2. 等離子體發射:隨著等離子體的冷卻,其中的電子和離子開始重新結合,原子從激發態躍遷到低能態時釋放出光子。這些光子形成了特定波長的光,即特征發射線,每種元素的發射譜線是不可替代的,因此可以作為該元素的指紋。
          3. 光譜收集與分析:使用光譜儀(通常包括光柵或棱鏡分光器和探測器,如光電倍增管或電荷耦合器件CCD)來收集等離子體發出的光。光譜儀將這些光分散成不同波長的光譜,然后記錄下來。通過對這些光譜進行分析,可以確定樣品中存在的元素以及它們的相對含量。
          4. 定量分析:通過比較樣品光譜中的特征發射線強度與已知標準或校準曲線,可以實現對元素的定量分析。這通常涉及到復雜的數據處理和校準過程,以補償矩陣效應、燒蝕效率變化和其他可能影響結果準確性的因素。
          LIBS技術的優點包括:
          - 快速分析:LIBS可以在幾秒鐘內提供分析結果。
          - 無需或少需樣品準備:對于固體樣品,通常不需要復雜的前處理。
          - 多元素分析:能夠同時檢測多種元素。
          - 非接觸式測量:激光可以從遠處照射到樣品上,適用于難以接近或危險環境的樣品分析。
          - 在線和實時分析能力:可以集成到生產線上,實現過程監控和質量控制。
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