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激光誘導(dǎo)擊穿光譜可實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)在線分析
激光誘導(dǎo)擊穿光譜是一種原子發(fā)射光譜儀，幾乎所有固相、液相和氣相基質(zhì)中的元素都可以進(jìn)行定性和定量分析。與傳統(tǒng)的檢測方法如ICP-OES或XRF不同，激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)在檢測過程中不需要復(fù)雜的樣品制備。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，LIBS使用高能聚焦脈沖激光束將樣品激發(fā)到等離子體狀態(tài)，并分析相應(yīng)元素的發(fā)射光譜。元素發(fā)射光譜的波長與元素的種類直接相關(guān)，而元素譜線的強(qiáng)度則與元素的含量有關(guān)。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜系統(tǒng)需要的樣品很少，進(jìn)行元素分析時(shí)對(duì)樣品的損傷很?。痪哂凶詽嵞芰?，幾乎不需要制樣；可實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)在線分析；具有遙測能力，可在有毒、強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸測量；具有ppm檢測靈敏度，可檢測微量元素。
脈沖激光束通過透鏡會(huì)聚后照射在固體靶材表面。激光傳遞給目標(biāo)的能量大于熱擴(kuò)散和熱輻射造成的能量損失，能量在目標(biāo)表面上累積。當(dāng)能量密度超過靶材的電離閾值時(shí)，靶材表面可形成等離子體，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的火花并伴有聲音。激光誘導(dǎo)等離子體的溫度非常高，通常在10000K以上。等離子體包含大量的激發(fā)原子、單個(gè)和多個(gè)電離離子和自由電子。被激發(fā)的原子和離子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，發(fā)出特定波長的光輻射，用高靈敏度的光譜儀對(duì)這些光輻射進(jìn)行檢測和光譜分析，就可以得到被測樣品的組成和含量。激光誘導(dǎo)擊穿光譜一般聚焦后的激光功率密度達(dá)到GW/cm2數(shù)量級(jí)，光斑處的材料經(jīng)蒸發(fā)、氣化、霧化后電離，形成高溫、高壓、高電子密度的等離子體。
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