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激光诱导击穿光谱仪

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激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。

激光诱导击穿光谱仪
激光诱导击穿光谱仪的技术优势
激光诱导击穿光谱仪的技术优势

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系...[查看全部]

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激光诱导击穿光谱仪优势
激光诱导击穿光谱仪的技术优势

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的技术优势。

技术优势:

1.几乎能够对所有自然元素进行检测,H,Li,Be,C,N,O,S等常规方法难以分析的的元素也包含其中。

2.样品制备有着十分简单的过程,还能够通过重复脉冲的方法清洁处理样品表面或者将表面涂层除去。

3.进行高通量分析仅仅需要非常少的样品(1-10克)就足够,使分析成本得到了大大地降低。

4.高灵敏度、检测精度以及准确度均非常高,检测限达到ppm级。

5.仅需消耗微量的样品,激光入射到样品上几乎不会有加热效应产生,可以说是真正意义上的无损检测。

6.能够对固态、液态、气态和各种混合物等任何物理状态的样品进行元素分析。

7.光谱干扰几乎不会对其产生什么影响。

8.和其他分析技术相比较,其优势非常明显,对于任何能够检出的元素同时测定的分析时间减少到20秒左右。

9.对环境有着比较好的适应性,特殊要求几乎都没有,只需要将电源连接就能够工作水冷和压缩空气都不需要,野外实验的要求也可以满足。

10.周期性更换的耗材基本没有配置激光能够连续使用超过60万次。

11.分析软件和光谱数据库强大,能够和Windows操作系统兼容。

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激光诱导击穿光谱仪用途
激光诱导击穿光谱仪的用途

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的用途。

用途

自从激光诱导击穿光谱技术以来,该技术作为一种新技术就被公认为前景广阔。众多的创新应用将为分析领域带来。作为一种新的材料识别及定量分析技术,激光诱导击穿光谱技术除了能够在实验室被使用,也能够应用于工业现场的在线检测。其主要特点为:

(1)能够同时对多种元素进行分析。

(2)基体形态多样性,几乎任何固态样品都能够检测。

(3)几乎不需要样品制备,能够直接快速地进行分析。

(4)几乎任何元素都能够进行检测。

激光诱导击穿光谱技术使传统元素分析方法的不足得到了弥补,特别在合金分析、粉末材料分析、法医证据鉴定、珠宝鉴定、缺陷检测、镀层/薄膜分析以及在微小区域材料分析均有着十分明显的优势,与此同时,激光诱导击穿光谱技术还在地质、煤炭、冶金、制药、环境、科研等不同领域得到了非常广泛的使用。

激光诱导击穿光谱技术不仅可以应用于传统的实验室,其还是极为少见的能够手持便携装置的元素分析技术,更是到目前为止被认为唯yi能够做在线分析的元素分析技术。此将使分析技术不再局限于实验室领域,往户外、现场、甚至生产工艺过程中得到了非常大的拓展。

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激光诱导击穿光谱仪技术参数
激光诱导击穿光谱仪的技术参数

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的技术参数。

技术参数

1、分析光斑尺寸:光斑大小能够调节。Z小:小于10μm(由激光器所决定),Z大:500μm

2、分析深度:~1 - 100μm,由材料材质及激光器能量设置所决定。

3、激光能量计量:0~400mJ/脉冲+/-5%,能够调节

4、激光器:

Nd:YAG

266nm波长,50mJ/脉冲

1064nm波长,200mJ/脉冲

5、光谱探测器:

Echelle中阶梯iCCD高分辨率光谱仪(波长λ = 200 - 900)

4通道或7通道宽频光谱仪(波长λ = 190 - 950)

6、所需气体:分析C, N, H, O等有机元素时需要少量的氩气或氦气作为保护气

7、元素测量范围:原子序数Z大于等于1 (包含C, H, O等有机元素,与N, Li, Be, B等轻元素,以及几乎所有金属、非金属元素)

8、浓度范围:10ppm至%级别(由元素及仪器配置所决定)

9、分析时间:通常大约20秒

10、样品形态:固体或粉末(粉末需要压片后测量)。直接测量,特别的样品制备不需要。

11、样品放置及定位:×YZ三轴能够自由对样品台进行定位,并且能够以微米为单位精确位置定位。

12、样品成像:双镜头配置。微观精确定位使用高倍放大镜头,大视野观察使用广角镜头。

13、Z低样品质量:~100pg-10μg(由样品所决定)

14、Z大样品尺寸:12.7厘米 × 22.8厘米 × 12.7厘米

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激光诱导击穿光谱仪基础知识
激光诱导击穿光谱仪的基础知识

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的基础知识。

基础知识

激光诱导击穿光谱仪使用高峰值功率的脉冲激光对样品进行照射,光束往一个很小的分析点聚焦(直径一般为10-400μm)。在激光照射的光斑区域,样品中的材料被烧蚀剥离,并在样品上方有纳米粒子云团形成。因为激光光束有着非常高的峰值能量,其吸收及多光子电离效应使得样品上方生成的气体和气溶胶云团的不透明性增加了,尽管激光脉冲激发十分短暂。因为该云团吸收激光的能量非常的显著,逐渐形成了等离子体。纳米粒子在高能量的等离子体的作用下熔化,激发了其中的原子并且发出光。检测器能够捕获原子发出的光并记录为光谱,通过分析光谱,就可以使样品中存在何种元素的信息获得。利用软件算法能够进一步的定性分析(例如材料鉴别,PMI)和定量分析(例如,样品中某一元素的含量)光谱。

检出限和定量分析

被测样品的类型、具体哪些元素、以及仪器的激光器/光谱检测器的选型配置在很大程度上决定了激光诱导击穿光谱的检出限。

基于上述因素,激光诱导击穿光谱能够从几ppm一直到%级的范围。在大多数常规应用中,对于绝大多数元素,激光诱导击穿光谱检出限能够做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中,利用激光诱导击穿光谱技术获得的测量结果的相对标准偏差能够达到3-5%,而对于均质材料一般能够达到2%以内甚至小于

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激光诱导击穿光谱仪特点和发展
激光诱导击穿光谱仪的主要特点和发展

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的主要特点和发展。

主要特点

1.全范围波长采集数据,有着非常快的分析检测速度,典型分析1-20s。

2.有多于7000条谱线数据包含于数据库中,每个元素Z少有5条Z强谱线数据。

3.分析软件和XP兼容,能够简单方便地进行操作,光谱数据库非常强大,能够进行表面制图等。

4.固体激光光源,有多种波长能够选择,有着高并且集中的能量,能够便利地进行操作调节,无损检测。

5.能够非常方便地进行样品处理,能够直接对固体、液体和气体样品进行选择。

6.仅需要将电源接通,不需要接通,不需要缓冲气(可选),对环境没有特殊要求。

发展

20世纪60年代di一次提出了激光诱导击穿光谱概念,由于各种因素,一直以来主要在科学研究领域进行使用。随着技术的不断突破,例如分析软件技术、高分辨率光谱仪以及稳定可靠的激光器等进展,在近十年中,激光诱导击穿光谱技术的产业化的发展非常的迅速。从而使其成为在实验室甚至工业现场的实用分析仪器得以真正的实现。

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激光诱导击穿光谱仪原理
激光诱导击穿光谱仪的原理

激光诱导击穿光谱仪为光谱分析领域一种崭新的分析手段。它的基本原理是通过高能量激光光源使高强度激光光斑(等离子体)在分析材料表面形成,使样品激发发光,之后利用谱系统和检测系统来分析这些光。这种技术对材料中的绝大部分无机元素均十分敏感,同时可以对低原子数元素进行分析,使用其他技术分析这些元素非常困难。下面就让小编带你了解一下激光诱导击穿光谱仪的原理。

基本原理

等离子体火花产生的过程

在激光的聚焦区内,原子、分子等利用强激光脉冲作用经多光子电离,使得初始的自由电子产生,原子随着聚焦激光的增强随着聚焦激光的增强,使得大量的初始电子产生。当激光有足够强的功率时,脉冲就会有足够长的持续时间,在激光的作用下自由电子加速,当电子有足够的能量去对原子进行轰击时,原子电离有新的电子产生,而这些电子加速后也会继续电离原子,使得雪崩效应产生,从而电子会在很短的时间内迅速增加,同时也引起原子不断地电离,从而Z后会有由大量的自由电子和离子组成,且在整体上表现为近似电中性的等离子体产。生作为一种光发射源辐射特定频率的光子,激光等离子体有特征谱线产生。分析对象的元素种类和浓度信息包含于其频率和强度分布中。

在产生等离子体的过程中,很高的功率密度被采用了(能够比1GW/cm2的功率密度还要大)激光瞬间将物质表面几微克的物质加热到1万摄氏度,喷射出来使得一个时间很短然而有高亮度的等离子体形成.激光已经将这些喷射出的等离子体离解成激发态的原子或离子。在激光脉冲完成时,就像它开始快速膨胀一样,这些等离子体又迅速地冷却下来。在冷却的过程中,激发态的原子或离子从高能态返回到低能态并有带有本身特征的光学辐射发射出来.物质的元素构成信息通过使用灵敏的光谱仪对这些光谱辐射进行探测和分析就能够得到.

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