激光誘導擊穿光譜儀

激光誘導擊穿光譜儀

激光誘導擊穿光譜儀Spectrolaser4000/7000(LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy)

一:產品信息


激光誘導擊穿光譜儀
激光誘導擊穿光譜儀
LIBS激光誘導擊穿光譜儀Spectrolaser4000/7000(LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy)
原產地:澳大利亞
產品型號:Spectrolaser Target
激光誘導擊穿光譜儀
激光誘導擊穿光譜儀
LIBS激光誘導擊穿光譜儀ChemReveal 3000 Series
原產地:美國
產品型號:ChemReveal 3000 Series

二:技術參數


激光器: Nd:YAG
波長1064nm(可選其它波長)
激光能量: 90, 200 或 300mJ 選項 備選532nm-180mJ或者355nm-75mJ激光選項
支持軟體連續調節, 0 至 最大能量
光路:4個Czerny-Turner型光譜通道
檢測器類型: 4個CCD檢測器/7個CCD檢測器
檢測器通道::通過計算機控制不同檢測器曝光的延遲,-2 至 15 毫秒, 80納秒步進,<10納秒跳動保證優異的穩定性
波長範圍:190 - 950nm, 同步採集
解析度::0.09 @ 300nm
樣品掃描: 線性步進馬達控制樣品掃描系統。 2或3軸掃描選項.
樣品倉:備 除塵系統。可充緩衝氣體- 電磁閥控制氣體供應。
(A/D)數模轉換:2MHz 每通道
分析時間:一般1 – 20秒。
計算機: USB口,即插即用。
軟體: Spectrolaser LIBS 分析軟體和光譜資料庫。兼容Windows XP
- Spectrolaser 分析軟體
- 帶元素鑒定的光譜資料庫。.
- 表面製圖功能,圖形界面。
- 用戶可選分析時間和數據求平均。.
- 靈活報告格式選項。
- 實驗室管理員安全選項。
電源:85-240VAC

三:主要特點


·固體激光光源,多種波長可選,能量高、集中,操作調節方便,無損檢測
·樣品處理方便,可直接檢測固體、液體和氣體樣品;
·只需接通電源,無燃燒氣,無需緩衝氣(可選),對環境無特殊要求;
·全範圍波長採集數據,分析檢測速度快,典型分析1-20秒;
·資料庫包含有超過7000條譜線數據,每個元素至少有5條最強譜線數據;
·分析軟體兼容XP,操作簡單方便,擁有強大的光譜資料庫,可進行表面製圖等。
Spectrolaser Target 型號擴展了Spectrolaser系列.
·裝備有高分辨掃描,包括單軸,雙軸或三軸模式。
·Spectrolaser Target 可以表面元素製圖,並且可以對被分析樣品的任何位置進行精確檢查。.
·每台 Target 型號都有一個帶放大功能的軸向照相系統和十字激光定位系統,可以精確分析樣品表面的每一點。.
·Target 系列包括所有Spectrolaser 產品系的分析功能,包括光譜發射線鑒定,標準樣品校準,多種報告格式等。
Spectrolaser Mobile移動式系統。
·這套移動式系統是一套車載系統,包括了可幫助你再野外取得快速數據所需要的一切。
·它可以在15秒內給你準確的數據,不需要等待實驗室結果。儀器到了現場,通電即可運行。
·此系統適用於我們任何一個Spectrolaser型號。

四:儀器信息


激光誘導擊穿光譜儀是光譜分析領域一種嶄新的分析手段,其基本原理是使用高能量激光光源,在分析材料表面形成高強度激光光斑(等離子體),使樣品激發發光,這些光隨後通過光譜系統和檢測系統進行分析。這種技術對材料中的絕大部分無機元素非常敏感.。同時能分析低原子數元素例如:氫-鈉的元素,這些元素用其他技術很難分析。
Spectrolaser是一個跨蘇同事分享系統,並已取得專利。Spectrolaser激光光譜儀具有強大的技術優勢:
·可測幾乎所有自然元素,包括常規方法難以分析的H,Li,Be,C,N,O,S等元素;
·樣品製備過程非常簡單,還可利用重複脈衝的方法對樣品表面進行清潔處理或除去表面塗層;
·只需很少的樣品(1-10g)便可以進行高通量分析,大大降低分析成本;
·具有ppm級的檢測限和高靈敏度、檢測精度和準確度;
·真正意義上的無損檢測,只消耗微量的樣品,激光入射到樣品上幾乎不會產生加熱效應;
·可以對任何物理狀態的樣品進行元素分析,包括固態、液態、氣態和各種混合物;
·幾乎不受光譜干擾的影響;
·對於所有可檢出的元素同事測定的分析時間降至大約20秒,相對應其他分析技術有明顯優勢;
·環境適應性好,幾乎沒有特殊要求。只需連接上電源即可工作,不需水冷和壓縮空氣。能滿足野外實驗的要求;
·基本無周期性更換的耗材,配置激光可連續使用超過600 000次以上;
·具有兼容Windows操作系統的強大分析軟體和光譜資料庫。

五:LIBS有哪些用途?


自從LIBS技術問世以來,該技術就被公認為是一種前景廣闊的新技術,將為分析領域帶來眾多的創新應用。LIBS作為一種新的材料識別及定量分析技術,既可以用於實驗室,也可以應用於工業現場的在線檢測。其主要特點為:
• 快速直接分析,幾乎不需要樣品製備
• 可以檢測幾乎所有元素
• 可以同時分析多種元素
• 基體形態多樣性 - 可以檢測幾乎所有固態樣品
LIBS彌補了傳統元素分析方法的不足,尤其在微小區域材料分析、鍍層/薄膜分析、缺陷檢測、珠寶鑒定、法醫證據鑒定、粉末材料分析、合金分析等應用領域優勢明顯,同時,LIBS還可以廣泛適用於地質、煤炭、冶金、製藥、環境、科研等不同領域的應用。
除了傳統的實驗室的應用,LIBS還是為數不多的可以做成手持便攜裝置的元素分析技術,更是目前為止被認為唯一可以做在線分析的元素分析技術。這將使分析技術從實驗室領域極大地拓展到戶外、現場、甚至生產工藝過程中。

六:LIBS的基礎知識


LIBS使用高峰值功率的脈衝激光照射樣品,光束聚焦到一個很小的分析點(通常10-400微米直徑)。在激光照射的光斑區域,樣品中的材料被燒蝕剝離,並在樣品上方形成納米粒子云團。由於激光光束的峰值能量是相當高的,其吸收及多光子電離效應增加了樣品上方生成的氣體和氣溶膠雲團的不透明性,即便只是很短暫的激光脈衝激發。由於激光的能量顯著地被該雲團吸收,等離子體逐漸形成。高能量的等離子體使納米粒子熔化,將其中的原子激發並且發出光。原子發出的光可以被檢測器捕獲並記錄為光譜,通過對光譜進行分析,即可獲得樣品中存在何種元素的信息,通過軟體演演算法可以對光譜進行進一步的定性分析(例如材料鑒別,PMI)和定量分析(例如,樣品中某一元素的含量)。
檢出限和定量分析
LIBS檢出限很大程度上取決於被測樣品的類型、具體哪些元素、以及儀器的激光器/光譜檢測器的選型配置。基於以上原因,LIBS的檢出限可以從幾ppm一直到%級的範圍。在大多數常規應用中,對於絕大多數元素,LIBS檢出限可以做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中,通過LIBS獲得的測量結果的相對標準偏差可以達到3-5%以內,而對於均質材料通常可以到2%以內甚至<1%。

七:LIBS的產業化進程


LIBS概念自上世紀60年代首次提出以來,因各種原因,一直以來主要用於科學研究領域。隨著技術的不斷突破,例如穩定可靠的激光器、高解析度光譜儀、以及分析軟體技術等進展,LIBS的產業化在近十年中有了快速的發展,使其成為可以真正應用於實驗室甚至工業現場的實用分析儀器。其中比較有代表性的是TSI推出的ChemReveal 台式LIBS激光誘導擊穿光譜儀,除了擁有LIBS通常具有的特點,其內置的雙攝像頭、微秒級時序控制、微米級XYZ三軸樣品台控制、以及可編程的量化分析軟體等功能,使儀器的可靠性、可重複性和操作便利性達到了商業或工業應用的要求。

八:主要技術參數


ChemReveal台式LIBS激光誘導擊穿光譜儀
元素測量範圍原子序數Z>=1 (包括C, H, O等有機元素,以及N, Li, Be, B等輕元素,以及幾乎所有金屬、非金屬元素)
濃度範圍10ppm至%級別(取決於元素及儀器配置)
分析時間一般20s左右
樣品形態固體或粉末(粉末需要壓片后測量)。直接測量,無需特別的樣品製備
樣品放置及定位XYZ三軸可自由定位樣品台,並可以以微米為單位精確位置定位
樣品成像雙鏡頭配置。廣角鏡頭用於大視野觀察,高倍放大鏡頭用於微觀精確定位
最低樣品質量~100pg至10 μg(取決於樣品)
最大樣品尺寸約12.7cm x 22.8cm x 12.7cm
分析光斑尺寸光斑大小可調。最小:<10μm(取決於激光器),最大:500μm
分析深度~1 - 100μm,取決於材料材質及激光器能量設置
激光能量計量0~400mJ/脈衝+/-5%,可調
激光器
Nd:YAG
1064nm波長,200mJ/脈衝
266nm波長,50mJ/脈衝
光譜探測器
4通道或7通道寬頻光譜儀(波長λ = 190 - 950)
Echelle中階梯iCCD高解析度光譜儀(波長λ = 200 - 900)
所需氣體分析C, N, H, O等有機元素時需要少量的氬氣氦氣作為保護氣