技術背景：

當激光作用于樣品表面時，在極短時間內誘導產生含有樣品物質的等離子體，等離子體產生的過程中，發射出帶有樣品元素信息的發射光譜，通過檢測這些發射光譜，得到樣品的元素信息。這種技術被稱為激光誘導擊穿光譜技術LIBS（Laser Induced Breakdown Spectroscopy），俗稱激光光譜元素分析技術，檢測限可達ppm級。測量的元素可覆蓋元素周期表中的大部分元素，高達100多種

系統功能：

快速檢測礦石、合金、工業材料、珠寶、土壤、植物、中草藥、刑偵材料等樣品中的

? 常量元素N, P, K, Ca, Mg

? 微量元素Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Ni, Cl

? 痕量元素：可檢測化學周期表上大部分元素

? 其他：有機元素C、H、O和輕元素

Li、Be、Na等（其他技術很難同時分析）

應用領域：

工業材料的檢測及組分分析

地質礦物分析

煤粉組分檢測

合金元素分析

寶石鑒定

土壤、植物樣品檢測

中藥材元素測量及鑒定

農產品重金屬檢測

重金屬污染檢測

刑偵微量物證分析

工作原理：

EcoChem激光光譜元素分析系統的固體激光器產生激光作用于樣品表面。當激光能量大于樣品擊穿門檻能量時，在樣品表面形成等離子體。這些等離子體中受激光能量激發到達高能態的樣品物質在迅速回遷至低能態的過程中，發射出帶有樣品元素種類、含量信息的發射光譜，這些發射光譜信號被智能信號收集系統收集并傳輸至光譜儀中進行分光，再由CCD檢測器進行檢測，得到元素信息。

系統特點：

●系統的硬件采用模塊化設計，可定制。激光器和光譜儀（檢測器）可根據樣品的種類及用戶的研究目的進行升級，兩者均不受外界環境溫度影響，無需進行特殊的環境控制，使用壽命長。

●激光能量和激光光斑大小連續可調，激光脈沖能量穩定一致，可實現樣品分層剝蝕、夾雜物和微光斑分析、元素分布制圖、定量計算等多種分析。

●系統剝蝕導航激光和樣品高度自動調整傳感器相結合，解決了樣品表面凹凸不平導致剝蝕不均勻的問題；激光能量穩定確保到達樣品表面的激光能量穩定一致

●系統配備3-D全自動操作臺

●系統操作軟件全中文界面，操作簡單易用

●系統軟件能實現對所有硬件組件的控制，能提供多種采樣模式，包括直線、隨機點、網格任意大小和自定義采樣等，通過設置參數，可在無人值守的條件下自動進行大面積采樣。

定性分析

●系統可通過樣品某一特定元素的二維分布制圖，形象展示樣品元素的分布。

技術指標：

激光系統：

激光能量：200mJ@1064nm，能量輸出0-99%可調

光斑質量控制系統

重現率：20Hz，脈寬<6ns，DI水冷卻系統

光斑大小：50-250μm連續可調

激光光閘：自動雙光閘，穩定控制激光能量和LIBS信號

激光安全：I級，有激光鎖定保護裝置

激光發散角 ：≤1 mrad，指向性 ：<20urad

激光Jitter（RMS）：≤0.5ns

檢測器：譜寬：190-1040nm，光譜精度±0.05nm，門延遲0.5ns-1ms，分辨率0.5ns, 光路：非交叉型CT光路，焦距 > 75mm

具有激光輔助自動聚焦模塊, 分辨率2.5微米，聚焦重復精度<0.1mm

工作臺：

全自動XYZ行程，XY行程100mm×100mm，Z行程50mm，速度0-10mm/s

XY行程分辨率：0.2μm，Z行程分辨率：0.5μm

樣品室可通入氦氣或氬氣

操作軟件：

中文界面，包含ElementLIBS和NIST元素識別數據庫。可以輕松檢測和識別元素周期表上的元素并進行信息標記。界面友好，操作直觀，使用簡單。軟件還同時具備如下功能：軟件可針對所有硬件部件（激光器，光譜儀，三維工作臺，氣路等）進行指令操作，內置多種打樣方式選擇，包括單點，多點，直線，矩陣點等；具有自動聚焦控制，可快速且方便的識別樣品；可對系統內置的雙鏡頭（全景視野和放大視野）進行控制；可進行元素的分布（mapping）分析；對氣路進行精準控制；內置txt, dat等多種數據格式的轉換。

軟件操作界面

數據處理中心：

專用i7臺式電腦及24’顯示器

可選配件：

空氣濾清器

臺式壓片機

氦氣或氬氣

應用案例：

氟鈰礦表面不同顏色的部位進行元素分布分析，目標元素F，O，Pb，Ti等元素。以考察這些元素的分布情況。經過掃描之后，元素分布熱圖直接顯示出來，顯示了這些元素在不同部位的分布情況。信息特征十分明顯。

氟鈰礦元素分布分析

鑒定經過鈹（Be）或鎂（Mg）元素處理過的藍寶石，LIBS技術可以非常容易的檢測出藍寶石中異常存在的鈹或鎂元素，從而達到藍寶石鑒定的作用。

鈹（Be）元素的測量位置及其信號強度

土壤中含銅量已超過土壤背景值的幾倍甚至幾十倍。灌溉過程以及硫酸銅殺蟲劑等農藥的施用也會使一部分銅進入土壤和植物體內。對整個生態系統的穩定和人類的安全構成了一定的威脅。系統針對土壤銅污染進行了定性、定量研究，確定了銅元素的特征譜線為324.75nm。建立了銅元素的標準曲線和含量的測量方法。并驗證了準確度，測量誤差小于10%。

  

Cu元素的特征光譜譜線                Cu元素的標準曲線

S  

鋰離子封裝電池的深度剖析研究