LIBS

　　LIBS有哪些用途？

　　自從LIBS技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，該技術(shù)就被公認(rèn)為是一種前景廣闊的新技術(shù)，將為分析領(lǐng)域帶來(lái)眾多的創(chuàng)新應(yīng)用。LIBS作為一種新的材料識(shí)別及定量分析技術(shù)，既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)。其主要特點(diǎn)為：

　　快速直接分析，幾乎不需要樣品制備

　　可以檢測(cè)幾乎所有元素

　　可以同時(shí)分析多種元素

　　基體形態(tài)多樣性 - 可以檢測(cè)幾乎所有固態(tài)樣品

　　LIBS彌補(bǔ)了傳統(tǒng)元素分析方法的不足，尤其在微小區(qū)域材料分析、鍍層/薄膜分析、缺陷檢測(cè)、珠寶鑒定、法醫(yī)證據(jù)鑒定、粉末材料分析、合金分析等應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)，LIBS還可以廣泛適用于地質(zhì)、煤炭、冶金、制藥、環(huán)境、科研等不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　除了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用，LIBS還是為數(shù)不多的可以做成手持便攜裝置的元素分析技術(shù)，更是目前為止被認(rèn)為唯一可以做在線(xiàn)分析的元素分析技術(shù)。這將使分析技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域極大地拓展到戶(hù)外、現(xiàn)場(chǎng)、甚至生產(chǎn)工藝過(guò)程中。

　　LIBS的基礎(chǔ)知識(shí)

　　LIBS使用高峰值功率的脈沖激光照射樣品，光束聚焦到一個(gè)很小的分析點(diǎn)（通常10-400微米直徑）。在激光照射的光斑區(qū)域，樣品中的材料被燒蝕剝離，并在樣品上方形成納米粒子云團(tuán)。由于激光光束的峰值能量是相當(dāng)高的，其吸收及多光子電離效應(yīng)增加了樣品上方生成的氣體和氣溶膠云團(tuán)的不透明型，即便只是很短暫的激光脈沖激發(fā)。由于激光的能量顯著地被該云團(tuán)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(fā)并且發(fā)出光。原子發(fā)出的光可以被檢測(cè)器捕獲并記錄為光譜，通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行分析，即可獲得樣品中存在何種元素的信息，通過(guò)軟件算法可以對(duì)光譜進(jìn)行進(jìn)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于被測(cè)樣品的類(lèi)型、具體哪些元素、以及儀器的激光器/光譜檢測(cè)器的選型配置?；谝陨显?，LIBS的檢出限可以從幾ppm一直到%級(jí)的范圍。在大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用中，對(duì)于絕大多數(shù)元素，LIBS檢出限可以做到10 ppm到100 ppm。在定量分析中，通過(guò)LIBS獲得的測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差可以達(dá)到3-5%以?xún)?nèi)，而對(duì)于均質(zhì)材料通?？梢缘?%以?xún)?nèi)甚至<1%。

　　LIBS的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

　　LIBS概念自上世紀(jì)60年代首次提出以來(lái)，因各種原因，一直以來(lái)主要用于科學(xué)研究領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷突破，例如穩(wěn)定可靠的激光器、高分辨率光譜儀、以及分析軟件技術(shù)等進(jìn)展，LIBS的產(chǎn)業(yè)化在近十年中有了快速的發(fā)展，使其成為可以真正應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室甚至工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用分析儀器。其中比較有代表性的是TSI推出的ChemReveal 臺(tái)式LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀，除了擁有LIBS通常具有的特點(diǎn)，其內(nèi)置的雙攝像頭、微秒級(jí)時(shí)序控制、微米級(jí)XYZ三軸樣品臺(tái)控制、以及可編程的量化分析軟件等功能，使儀器的可靠性、可重復(fù)性和操作便利性達(dá)到了商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用的要求。