LIBS元素分析系統(tǒng)是一種先進的物質(zhì)成分分析技術(shù)，它利用高能激光脈沖瞬間氣化樣品并產(chǎn)生等離子體，通過分析等離子體冷卻過程中發(fā)射的特征原子光譜，實現(xiàn)對樣品元素的定性和定量分析。這套系統(tǒng)被譽為“未來化學分析之星”，因其快速、原位、近乎無損的分析能力，在眾多科學和工業(yè)領域發(fā)揮著重要作用。
一、核心四步：從激光擊穿到元素識別
LIBS元素分析系統(tǒng)的基本原理涉及一個快速而精密的物理過程，主要包括以下四個關鍵階段：
1.激光聚焦與樣品擊穿：系統(tǒng)首先將高功率脈沖激光通過透鏡聚焦，在樣品表面一個極小的區(qū)域形成較高的功率密度。當激光能量密度超過樣品的擊穿閾值時，其瞬間的能量注入會使樣品微量物質(zhì)（約納克級）發(fā)生燒蝕，即迅速經(jīng)歷熔化、氣化直至電離。
2.等離子體形成與演化：被燒蝕的物質(zhì)形成一團包含電子、離子、原子和分子的熾熱發(fā)光氣體云，這就是激光誘導等離子體。其初始溫度較高，可達數(shù)千至上萬開爾文。激光脈沖結(jié)束后，等離子體開始向周圍環(huán)境膨脹并迅速冷卻。
3.特征光譜發(fā)射：在等離子體冷卻過程中，處于激發(fā)態(tài)的原子和離子會自發(fā)地從高能級躍遷到低能級，并釋放出具有特定波長的光子。每種元素都有其特征發(fā)射譜線，這構(gòu)成了元素定性的基礎。
4.光譜采集與元素分析：等離子體發(fā)射的光被光譜儀收集。光譜儀內(nèi)的光柵等色散元件將復合光按波長分離開來，并由探測器記錄其強度，最終形成一張強度隨波長分布的光譜圖。通過識別光譜中的特征峰波長，可以確定樣品中含有哪些元素（定性分析）；通過分析特定譜線的強度，則可以推算出該元素在樣品中的含量。
二、技術(shù)優(yōu)勢：何以成為“分析之星”？
LIBS技術(shù)相較于許多傳統(tǒng)元素分析技術(shù)，展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢：
1.幾乎無需樣品制備：LIBS能直接分析固體、液體、氣體等各種形態(tài)的樣品，省去了繁瑣的預處理步驟，大大提升了分析效率，并降低了引入污染的風險。
2.多元素同時檢測：一次激光擊穿和光譜采集過程，理論上可以獲取樣品中所有元素的發(fā)射信號，實現(xiàn)多元素同步分析。
3.微損甚至近乎無損：單次測量僅消耗納克級的微量樣品，對樣品的破壞極小，有時肉眼難以察覺，非常適合珍貴樣品和原位分析。
4.快速實時分析：從激光脈沖到獲取光譜，整個過程可在毫秒到秒級時間內(nèi)完成，支持在線、實時的檢測需求。
5.遠程分析能力：結(jié)合光學望遠鏡等系統(tǒng)，LIBS可以實現(xiàn)遠距離探測，適用于危險環(huán)境、太空探索及深海探測等特殊場景。
三、廣泛應用領域
LIBS技術(shù)的特殊優(yōu)勢使其在眾多領域大放異彩：
1.工業(yè)在線檢測：如鋼鐵冶煉過程中的成分實時監(jiān)控、有色金屬（鋁、銅合金）成分分析、水泥生料配料控制、礦漿品位在線分析等。
2.環(huán)境監(jiān)測：土壤重金屬污染快速篩查、水體污染分析、大氣顆粒物成分分析。
3.地質(zhì)與考古：礦石成分分析、巖芯快速編錄、文物及考古材料的無損檢測。
4.安全與防務：爆炸物殘留物檢測、化學戰(zhàn)劑識別。
5.生物醫(yī)學與材料科學：生物組織中元素分布成像、藥品成分鑒別、新材料研發(fā)過程中的元素分析。
LIBS元素分析系統(tǒng)通過高能激光擊穿樣品產(chǎn)生等離子體，并分析其發(fā)射的特征光譜來確定物質(zhì)的元素組成與含量。其核心價值在于快速、原位、多元素同時分析的能力，且?guī)缀鯚o需樣品預處理。雖然面臨基體效應和精度提升的挑戰(zhàn)，但隨著激光技術(shù)、光譜探測技術(shù)和人工智能算法的不斷進步，LIBS技術(shù)的靈敏度、準確性和可靠性將持續(xù)提高，應用邊界也將不斷拓展，成為未來物質(zhì)成分分析領域更為強大的工具。
主營產(chǎn)品：
LIBS光譜系統(tǒng)，光譜水質(zhì)探頭，在線光譜分析，高光譜相機，量子效率光譜，BRDF系統(tǒng)，拉曼光譜，模塊與子系統(tǒng)，服務與定制
更新時間：2025-09-23 
瀏覽次數(shù)：415
您的位置：
在線咨詢
返回頂部