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    卓立光譜儀-應用于LIBS系統

    2022-09-06 13:52:28  來源:卓立漢光

    技術介紹:

    激光誘導擊穿光譜(LIBS)是一種通過脈沖激光轟擊樣品獲得樣品轟擊面區域原子發射光譜的分析方法。其具有快速分析,同時能檢測多種元素等特點。經過幾十年,特別是近20年的研究發展,LIBS技術已經從實驗室逐步向實際利用領域發展,如冶金,文物鑒定,考古等方面。而該技術中除了相關的激光器,快速診斷探測器,光譜儀的使用也至關重要。

    產品應用:

    LIBS系統的主要構成有激光器,聚焦系統,樣品區域,時序控制系統,信號接收裝置,光譜儀和快速響應探測器(ICCD)等部分組成。如下圖所示:

     

    圖1:LIBS系統主要構架

    激光器方面一般使用納秒量級的脈沖激光器,激發波長以532nm或1064nm為主。當然越是窄脈沖激光器對于樣品靶面的燒蝕損傷越小,因此近年來科學家也開始使用飛秒激光作為激發源。

    快速探測器方面,一般采用ICCD作為標準的LIBS探測器。但是ICCD也并非單一的選擇。由于LIBS信號的產生是在激發光轟擊后的幾百納秒到幾微秒產生,且持續時間也有幾微秒到幾十微秒。因此科學家也可以通過時序控制器調節探測器同激光器之間的延時,用快速的線陣CCD也可以獲得較準時間精度的LIBS信號。

    LIBS信號的分析受到很多因素的影響,激光器能量的穩定性,探測器的時間精度,時序控制的準確等。近年來,隨著LIBS光譜分析從定性往定量檢測發展,對于譜儀的要求也越來越高。市場上使用中階梯光柵光譜儀比較廣泛,其特點是可以在一個比較寬的波段范圍里檢測信號。但是為了獲得更高的光譜分辨率,隨之而來檢測范圍也會縮小,同時設備成本也會增加。而傳統C-T(Czerny-Turner)結構的光譜儀有著使用方便,性價比高的特點,目前仍然在LIBS領域有著不可忽視的作用。

    C-T結構光譜儀可以根據需要更換高刻畫線或是低刻畫線光柵來獲得高分辨或是更寬的光譜。相較于中階梯光譜儀,其也有著更高的光通量,從而可以檢測更弱的信號。另外C-T結構光譜儀也較容易實現較高質量的光譜成像,這可以使得我們獲得較高的分辨率和較完*譜線峰型,從而使定量分析變得簡單方便。

    北京卓立漢光多年來致力于光譜儀的開發和研究,在小型化C-T結構光譜儀(Omni系列)領域走出了一條很有特點的發展之路。

    本公司相機推出200mm,320mm,500mm和750mm焦距的C-T光譜儀。750焦距光譜儀,采用1200刻線光柵,可以得到0.03nm的分辨率,輕松解決各種LIBS信號分辨采集。

     

     

    圖2:科學家利用Omni-500譜儀和ICCD采集到的黨參樣品的成分元素分析

    在生物LIBS領域,科學家利用LIBS技術逐漸對植物的重金屬含量分析,中藥的成分分析進行研究,也獲得了很多很有實踐意義的成果。上圖中我們可以看到,信號的信噪比很突出,并且峰型尖銳,很多離著很近的譜峰可以輕松分辨出來。

     

     

    圖3:我們提供各種光譜儀組合

    該類型譜儀有著各種輸入和輸出接口,入口方面可以連接各種光纖,方便采集信號,出口探測器方面可以接PMT,也可以連接市場上多種類型的ICCD或是CCD。

    引用文獻:

    1, WangJinmei, YanHaiying, ZhengPeichao, TanGuining,1111002,44(2017)

    2, YongqiangWang, Maogen Sua, Duixiong Sun, ChaoWu, Xiaomin Zhang,Quanfang Lu, Chenzhong Dong,Microchemical Journal,318,137(2018)

    3, Yuanhang Wang,Yang Bu,Yachao Cai and Xiangzhao Wang,Journal of Analytical Atomic Spectrometry,1023,37(2022)

     


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