激(ji)光誘(you)導擊(ji)穿(chuan)光譜(pu)的基(ji)本(ben)原理

 在如此之(zhi)高(gao)的激(ji)光功(gong)率(lv)密(mi)度(du)作用下(xia)，被(bei)測材料(liao)表面就會有幾微克的物(wu)質(zhi)被(bei)噴(pen)射(she)出(chu)來，這個過(guo)程通常(chang)被(bei)稱(cheng)為(wei)激(ji)光剝(bo)離(li)，同時材料(liao)表面還會產生(sheng)壽(shou)命很(hen)短但亮(liang)度(du)很(hen)高(gao)的等離(li)子體(ti)，其(qi)瞬間溫度(du)可達10,000℃。在這個熱(re)等離(li)子體(ti)中，噴(pen)射(she)出(chu)來的物(wu)質(zhi)離(li)解成(cheng)激(ji)發(fa)態的原子和(he)離(li)子。在激(ji)光脈(mai)沖結束後，由(you)於(yu)等離(li)子體(ti)以(yi)超(chao)音速(su)向向(xiang)外擴展所以(yi)迅速(su)地冷卻(que)下(xia)來(lai)。在這段(duan)時間內，處(chu)於(yu)激(ji)發(fa)態的原子和(he)離(li)子從高(gao)能態躍(yue)遷到(dao)低能態，並(bing)發(fa)射出(chu)具(ju)有特定波長的光輻射(she)。用高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)的光譜(pu)儀(yi)對這些(xie)光(guang)輻射(she)進行(xing)探測(ce)和(he)光譜(pu)分(fen)析(xi)分(fen)析(xi)，就可以(yi)得(de)到被(bei)測材料(liao)的元素構(gou)成(cheng)信(xin)息。

在測量(liang)時要(yao)使(shi)用帶門控(kong)的探測(ce)器(qi)來記錄激(ji)光脈(mai)沖延遲壹段(duan)時間後所產生(sheng)的激(ji)光等離(li)子體(ti)的光輻射(she)，這是由(you)於(yu)只有在等離(li)子體(ti)已經膨(peng)脹並開(kai)始(shi)冷卻(que)時才會出現(xian)原子或(huo)者離(li)子的特征(zheng)輻射(she)譜(pu)線(xian)。從下(xia)面(mian)的光譜(pu)圖中展示了在不同的探測(ce)器(qi)采樣時間延遲下(xia)得(de)到(dao)的鍀的特征(zheng)輻射(she)譜(pu)線(xian)，從中可以(yi)看(kan)出(chu)在快(kuai)門延遲10微秒(miao)時得(de)到(dao)的譜(pu)線(xian)強度(du)大(da)。?LIBS的測量(liang)性和(he)精(jing)度(du)分(fen)別(bie)優於(yu)10％和5％。
 

對任(ren)何材料(liao)的真正無損檢(jian)測(ce)

遠程分(fen)析(xi)能力

無需樣品預處(chu)理

LIBS技(ji)術可以(yi)直接(jie)對(dui)材料(liao)進行(xing)分(fen)析(xi)，而不(bu)需要對材料(liao)做(zuo)任(ren)何預處(chu)理。 但如果(guo)樣品表面塗覆有其(qi)他(ta)物(wu)質(zhi)（比(bi)如氧化(hua)的或(huo)者塗(tu)層(ceng)的鋼(gang)材）時，則(ze)要用激(ji)光先(xian)把(ba)樣品表面的塗層(ceng)清(qing)理幹(gan)凈(jing)，把(ba)下(xia)面(mian)的被(bei)測材料(liao)暴露出來，才能對樣品做(zuo)分(fen)析(xi)。激(ji)光清(qing)除(chu)過(guo)程的效率(lv)取(qu)決於(yu)所要清(qing)除(chu)的材料(liao)種類以(yi)及(ji)所激(ji)光能量(liang)。通常對(dui)於(yu)幾百微米厚(hou)的氧化(hua)物(wu)、油汙或(huo)者塗(tu)層(ceng)，使(shi)用壹個小巧(qiao)的低功(gong)率(lv)激(ji)光器(qi)就可以(yi)很(hen)快(kuai)清(qing)除(chu)幹(gan)凈(jing)。此外，激(ji)光等離(li)子體(ti)產生(sheng)的超(chao)聲震(zhen)波對去(qu)除(chu)半(ban)流體(ti)或(huo)者粘(zhan)滯性汙(wu)物(wu)有非(fei)常好的效果(guo)。例如，利用 LIBS技術可以(yi)分(fen)析(xi)表面裹(guo)有幾厘(li)米厚(hou)的氫(qing)氧化(hua)鎂礦泥(ni)的金屬(shu)。

定量(liang)分(fen)析(xi)微量(liang)元素 
對(dui)LIBS系(xi)統(tong)進行(xing)定標後就可以(yi)對(dui)基(ji)體(ti)材料(liao)中的微量(liang)元素進行(xing)定量(liang)分(fen)析(xi)，比如分(fen)析(xi)鋼(gang)材中的鉻、鋁(lv)合(he)金中的鎂、玻璃中的鐵、硫(liu)酸銅中的銅等。定標時要(yao)使(shi)用經過(guo)鑒(jian)定的樣品材料(liao)，這個樣品材料(liao)與(yu)被(bei)測材料(liao)具(ju)有相同(tong)的基(ji)體(ti)，但含有不同(tong)含量(liang)的被(bei)分(fen)析(xi)元素。在分(fen)析(xi)時通(tong)常(chang)采用所謂(wei)的“內部標準化”的過(guo)程，即把(ba)被(bei)分(fen)析(xi)元素的譜(pu)線(xian)強度(du)和(he)基(ji)體(ti)材料(liao)的譜(pu)線(xian)強度(du)進行(xing)比較(jiao)，這樣就可以(yi)減少由(you)於(yu)激(ji)光的脈沖 - 脈沖能量(liang)不壹致性所導致(zhi)的等離(li)子體(ti)條(tiao)件變化對(dui)測(ce)量(liang)結果(guo)的影(ying)響(xiang)。要(yao)想得(de)到(dao)好的分(fen)析(xi)結果(guo)就要對(dui)LIBS的硬件進行(xing)仔細的設計(ji)並采用合(he)適的測量(liang)方法。LIBS系(xi)統(tong)測量(liang)的靈(ling)敏(min)度(du)與(yu)許(xu)多(duo)因(yin)素(su)有關：被(bei)分(fen)析(xi)物(wu)和基(ji)體(ti)材料(liao)的結合(he)方式(shi)， LIBS系(xi)統(tong)和被(bei)測樣品的距離(li)，以(yi)及(ji)是(shi)否(fou)需(xu)要(yao)遙(yao)測(ce)等。LIBS系(xi)統(tong)測量(liang)結果(guo)的正確性可優於(yu)10% ，精度(du)可優於(yu)5%。不同元素的典型(xing)檢(jian)測限(xian)請參閱(yue)下(xia)面(mian)的元素周期表。

測量(liang)速(su)度(du)快(kuai)、非(fei)接觸(chu)測(ce)量(liang)

分(fen)層(ceng)結構(gou)和(he)表面塗層(ceng)的深度(du)輪(lun)廓分(fen)析(xi) 
由(you)於(yu)激(ji)光可以(yi)以(yi)壹種可控(kong)的方式(shi)來清(qing)除(chu)表面塗層(ceng)，因此分(fen)層(ceng)結構(gou)的深度(du)輪(lun)廓分(fen)析(xi)可以(yi)用LIBS技術來(lai)進行(xing)。 在激(ji)光不(bu)斷“鉆入(ru)”到被(bei)測材料(liao)中的同時用光譜(pu)儀(yi)對其(qi)產(chan)生(sheng)的光輻射(she)進行(xing)光譜(pu)測(ce)量(liang)，就可以(yi)得(de)到被(bei)測材料(liao)的構成(cheng)成分(fen)元素隨(sui)深(shen)度(du)變化的函數(shu)。通常(chang)這壹技術只能用於(yu)那(na)些(xie)在典型(xing)LIBS系(xi)統(tong)中激(ji)光器(qi)的參數(shu)下(xia)比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)去(qu)除(chu)的材料(liao)。比(bi)如在鋼(gang)材上(shang)鋅(xin)鍍(du)的過(guo)程控(kong)制中的成分(fen)分(fen)析(xi)，探測(ce)油漆(qi)中的重(zhong)金屬(shu)（鉛(qian)、鈾(you)、鈈等），檢(jian)測(ce)混(hun)凝土的成分(fen)汙染(ran)等。

激(ji)光誘(you)導擊(ji)穿(chuan)光譜(pu)應(ying)用 
● 材料(liao)的遠程無損分(fen)析(xi)，定性和(he)識(shi)別(bie) 
● 危(wei)險材料(liao) ( 高(gao)溫(wen)、放射(she)性、化(hua)學(xue)毒性材料(liao) ) 的遠程探測(ce)和(he)元素分(fen)析(xi) 
● 存儲(chu)容器(qi)的放射(she)性汙(wu)染(ran)的現場檢(jian)測(ce) ( 玻璃化(hua)的高(gao)等級(ji)廢料、中間級(ji)廢料 ) 
● 不(bu)易接(jie)近環境(jing)中鋼(gang)材的現場成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi) ( 核反(fan)應堆(dui)壓力容器(qi)等 ) 
● 廢(fei)料(liao)回收過(guo)程中快(kuai)速(su)鑒(jian)別(bie)金屬(shu)和(he)合(he)金 
● 關鍵(jian)部件在制造和(he)裝配過(guo)程中的金屬(shu)鑒(jian)定（ Positive Metal Identification ） 
● 對液態金屬(shu)和(he)合(he)金進行(xing)過(guo)程控(kong)制時的在線成分(fen)分(fen)析(xi) ( 如鋼(gang)中的碳、矽(gui)、磷等含量(liang)的測定 ) 
● 對液態玻(bo)璃進行(xing)過(guo)程控(kong)制時的在線成分(fen)分(fen)析(xi) ( 如鐵、鉛(qian)等含量(liang)的測定 ) 
● 對淹(yan)沒(mei)在水中的材料(liao)進行(xing)現場識(shi)別(bie) ( 如金屬(shu)、合(he)金、陶瓷(ci)、礦物(wu)質(zhi)、放射(she)性材料(liao)等 ) 
● 對(dui)物(wu)體(ti)表面塗層(ceng)的深度(du)輪(lun)廓分(fen)析(xi)和成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi) ( 如電(dian)鍍(du)鋼(gang)、塑料(liao)膜(mo)層(ceng)、油漆(qi)中的重(zhong)金屬(shu)等 ) 
● 空(kong)氣(qi)中微粒(li)的在線監測 ( 如煙囪(cong)排(pai)放監測 ) 
● 復(fu)雜形(xing)狀(zhuang)物(wu)體(ti)的成分(fen)分(fen)析(xi)