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Libs光譜技術的發展歷程

發布時間:2019-11-13 08:51:46         點擊:252

       Libs光譜技術,你聽說過嗎?有沒有覺得熟悉,沒錯,NASA用這項技術探測了火星的物質。激光的技術發展從被發現到應用,獲得的成果喜人,在各個方面近乎快速的發展。

       激光的原理早在1916年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現,但直到1960年激光才被首次成功制造。

       自從1960年第一臺紅寶石激光器的發明為原子光譜分析注入新鮮血液之后,類似于火花源的激光光束聚焦擊穿現象即見諸文獻報道。1962Jarrell-AshBrech發表第一篇關于用激光產生等離子體進行分析的文章,標志著激光燒蝕分析技術的誕生。1964年,得益于激光器Q開關脈沖技術,使得激光燒蝕無需通過輔助電極放電,直接通過激光產生等離子體進行分析,這也是今天LIBS的雛形。至20世紀80年代,美國Los Alamos實驗室利用激光等離子體的光譜信息實現了對于物質元素信息的測量,從而將該技術正式命名為LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)

Libs光譜技術的發展歷程

Libs光譜技術的發展歷程

       本世紀分析領域的一大新聞就是美國NASA采用LIBS技術作為火星車表面礦物分析手段——ChemCam,并出色地完成了科考任務。因而,LIBS技術的應用也相應地成為了一大研究熱門。與其他常用元素分析的方法相比,其主要優點有:

1) 利用激光特有的性能,可實現遠程、實時、在線元素檢測。

2) 儀器體積相對較小,適用于現場分析、可在惡劣條件下進行測定。

3) 可用于各種形態的固體、液體甚至氣體分析,而且無需繁瑣的樣品前處理過程,分析簡便、快速。

4) 可測定難溶解的高硬度材料,對樣品尺寸要求不嚴格,且對樣品的破壞性小,實現微損甚至近于無損檢測,樣品消耗量極低(0.1μg-0.1mg)

5) 分析時間短,從激光脈沖發射到信號收集的整個過程僅僅需要毫秒級別的時間。

6) 可進行多元素同時檢測。

       遠距離輻射光接收技術及光纖傳感技術的迅速發展使得激光技術對高溫、惡劣環境下的非接觸分析得以實現,對環境的較好適應性使其成為優秀的原位監測手段,賦予其優異的實用性。憑借著以上優勢,LIBS技術在光譜分析領域的舞臺上嶄露頭角。在過去的三十多年中,國際研究者對LIBS的理論基礎進行了大量的研究工作。主要集中于高速相機拍攝LIBS等離子體形貌、不同物質時間分辨譜圖、LIBS等離子體溫度及電子數密度的估算、激光與物質相互作用機理的研究等。

到目前國內已經有LIBS技術的各類光譜儀,國外分析儀器的價格變得不再昂貴,行業處于多家企業共存,百家爭鳴的狀態。

基于LIBS技術的痕量分析和在線檢測的儀器設備已經開始進入市場。國外已出現較為成熟的商品化儀器,但是,昂貴的銷售價格限制了其使用對象,核心技術的壟斷以及可能涉及到的重要戰略作用,成了束縛國內研究及應用領域的一根鐵鏈。國內LIBS技術相對起步較晚,目前雖有一些高校及科研單位從事LIBS技術的研究,但大部分仍偏向于理論及方法的探索,研究目的多為對基礎理論的探討與改進。作為高新技術產業,國內沒有相應的自主研發及集成的技術企業,相關產品均來自國外。但目前國內市場中的LIBS進口儀器并沒有形成壟斷地位或者一家獨大的狀況,行業處于多家企業共存,百家爭鳴的狀態

 

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