AvaLIBS激光誘導擊穿光譜測量系統(tǒng)是怎樣進行材料分析的

激光誘導等離子光譜（LIPS）或者更常見的叫法激光誘導擊穿光譜（LIBS）是一種原子發(fā)射光譜，它使用脈沖激光器作為激發(fā)源。激光脈沖（典型值10 ns）聚焦到被測物體的表面，使被測材料表面的激光功率密度超過1 GW/cm2。在如此之高的激光功率密度作用下，被測材料表面就會有幾微克的物質(zhì)被噴射出來同時材料表面還會產(chǎn)生壽命很短但亮度很高的等離子體，其瞬間溫度可達10,000 ºC 。冷卻過程中，處于激發(fā)態(tài)的原子和離子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)，并發(fā)射出具有特定波長的光輻射。

AvaLIBS激光誘導擊穿光譜測量系統(tǒng)，可以對固體、液體、氣體中元素做快速定性定量分析。AvaLIBS的光譜分析范圍是200-1070 nm，光學分辨率0.1nm（FWHM），檢測靈敏度達到ppm級。

AvaLIBS可以直接對材料進行分析，而不需要對材料做任何預處理。但如果樣品表面涂覆有其它物質(zhì)（比如氧化的或者涂層的鋼材）時，則要用激光先把樣品表面的涂層清理干凈。激光清除過程的效率取決于材料種類及激光能量。此外，激光等離子體所產(chǎn)生的超聲波對去除半流體或者粘性污物有非常好的效果。例如，可以分析表面裹有幾厘米厚OH礦泥的金屬。

AvaLIBS做過標定后就可以對基體材料中的微量元素進行定量分析，比如分析鋼材中的鉻，鋁合金中的鎂，玻璃中的鐵，硫酸銅中的銅等。標定時要使用經(jīng)過鑒定的樣品材料，這個樣品材料與被測材料具有相同的基體，但含有不同含量的被分析元素。在分析時通常采用所謂的“內(nèi)部標準化”的過程，即把被分析元素的譜線強度和基體材料的譜線強度進行比較，這樣就可以減少由于激光的脈沖 - 脈沖能量不一致性所導致的等離子體條件變化對測量結(jié)果的影響。AvaLIBS測量的靈敏度與許多因素有關(guān)：分析元素和基體材料的結(jié)合方式，測量距離，以及是否需要遙測等。測量結(jié)果的正確性可優(yōu)于10%，精度可優(yōu)于5%。

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