激光探针光谱(简称LIBS

LIBSLaser-Induced Breakdown Spectroscopy (激光诱导击穿光谱技术)的简称,是一种利用脉冲激光烧蚀物质产生等离子体,通过等离子体发射光谱来定性和定量研究物质成份的分析技术。该技术基于原子和离子光谱的波长及光谱信号强度与对应元素的含量具有一定的量化关系,利用高功率密度的激光与物质相互作用产生瞬态等离子体,并采用光学系统对等离子体中的原子和离子发射光谱进行收集,进而实现对物质化学元素的定性和定量分析。

https://labcms.hust.edu.cn/_vsl/41968DAB59F6E8158F46027FF5CE6D61/2F92C456/3DA64

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LIBS技术原理

采用激光激发物质产生等离子体,然后用光谱分析仪对其谱线特征进行分析、探测的成分分析过程。LIBS技术凭借远程、微损、制样简单、实时在线、全元素同步分析等优势,被誉为未来分析化学之星,在航空航天、冶金工业、地质勘探、环境监测、生物医学等领域被广泛应用。


1、目前研究所关于LIBS技术的机理研究包括:


2、目前研究所关于LIBS软硬件开发与设备研发主要包括:


2.1、光学设计及研制能力

自主研制基于Thorlabs笼式光路系统,集激光聚焦系统、同轴、旁轴光谱采集、同轴监测系统、同轴照明系统、光谱分析与控制系统于一体。


2.2、核心硬件研制

高精密脉冲发生器实物图

触摸屏操作界面

自主研发的时序控制器LDG性能与商业成熟的DG535性能相当,成本十分之一。


2.3、控制分析软件开发

自主研发了系列控制分析软件:其中,控制软件集光谱采集、光谱显示、全景监控、样品表面监控、控制与参数设置、程序运行状态等功能;分析软件集光谱显示、谱线识别、定性定量分析、等离子体参数计算、面扫分析等功能。


2.4、仪器设备开发

团队针对不同应用场景开发了系列激光探针设备,可实现元素分布成像(Mapping)功能;体积小,实现检测与分析一体化。

开发的系列LIBS设备在北京钢研纳克、攀钢研究院、内蒙古北方重工、首都航天机械公司等企业进行异地测试,设备性能稳定,相关参数满足检测需求,并得到了专业机构权威认证。


3LIBS技术应用

LIBS弥补了传统元素分析方法的不足,可以检测几乎所有元素,尤其在微小区域材料分析、镀层/薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显,同时,LIBS还可以广泛适用于石油勘探、水文和地质勘探、冶金和燃烧、制药、环境监测、科研、军事及国防、航空航天等不同领域的应用。

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2012年,搭载到火星探测车对火星成分进行分析

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