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Libs光谱技术的发展历程

发布时间:2019-11-13 08:51:46         点击:264

       Libs光谱技术,你听说过吗?有没有觉得熟悉,没错,NASA用这项技术探测了火星的物质。激光的技术发展从被发现到应用,获得的成果喜人,在各个方面近乎快速的发展。

       激光的原理早在1916年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到1960年激光才被首次成功制造。

       自从1960年第一台红宝石激光器的发明为原子光谱分析注入新鲜血液之后,类似于火花源的激光光束聚焦击穿现象即见诸文献报道。1962Jarrell-AshBrech发表第一篇关于用激光产生等离子体进行分析的文章,标志着激光烧蚀分析技术的诞生。1964年,得益于激光器Q开关脉冲技术,使得激光烧蚀无需通过辅助电极放电,直接通过激光产生等离子体进行分析,这也是今天LIBS的雏形。至20世纪80年代,美国Los Alamos实验室利用激光等离子体的光谱信息实现了对于物质元素信息的测量,从而将该技术正式命名为LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)

Libs光谱技术的发展历程

Libs光谱技术的发展历程

       本世纪分析领域的一大新闻就是美国NASA采用LIBS技术作为火星车表面矿物分析手段——ChemCam,并出色地完成了科考任务。因而,LIBS技术的应用也相应地成为了一大研究热门。与其他常用元素分析的方法相比,其主要优点有:

1) 利用激光特有的性能,可实现远程、实时、在线元素检测。

2) 仪器体积相对较小,适用于现场分析、可在恶劣条件下进行测定。

3) 可用于各种形态的固体、液体甚至气体分析,而且无需繁琐的样品前处理过程,分析简便、快速。

4) 可测定难溶解的高硬度材料,对样品尺寸要求不严格,且对样品的破坏性小,实现微损甚至近于无损检测,样品消耗量极低(0.1μg-0.1mg)

5) 分析时间短,从激光脉冲发射到信号收集的整个过程仅仅需要毫秒级别的时间。

6) 可进行多元素同时检测。

       远距离辐射光接收技术及光纤传感技术的迅速发展使得激光技术对高温、恶劣环境下的非接触分析得以实现,对环境的较好适应性使其成为优秀的原位监测手段,赋予其优异的实用性。凭借着以上优势,LIBS技术在光谱分析领域的舞台上崭露头角。在过去的三十多年中,国际研究者对LIBS的理论基础进行了大量的研究工作。主要集中于高速相机拍摄LIBS等离子体形貌、不同物质时间分辨谱图、LIBS等离子体温度及电子数密度的估算、激光与物质相互作用机理的研究等。

到目前国内已经有LIBS技术的各类光谱仪,国外分析仪器的价格变得不再昂贵,行业处于多家企业共存,百家争鸣的状态。

基于LIBS技术的痕量分析和在线检测的仪器设备已经开始进入市场。国外已出现较为成熟的商品化仪器,但是,昂贵的销售价格限制了其使用对象,核心技术的垄断以及可能涉及到的重要战略作用,成了束缚国内研究及应用领域的一根铁链。国内LIBS技术相对起步较晚,目前虽有一些高校及科研单位从事LIBS技术的研究,但大部分仍偏向于理论及方法的探索,研究目的多为对基础理论的探讨与改进。作为高新技术产业,国内没有相应的自主研发及集成的技术企业,相关产品均来自国外。但目前国内市场中的LIBS进口仪器并没有形成垄断地位或者一家独大的状况,行业处于多家企业共存,百家争鸣的状态

 

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