激光诱导击穿光谱 (LIBS) 仪器是如何工作的？

激光诱导击穿光谱 (LIBS) 是一种快速、便携的原位原子光谱技术，用于测量固态、液态或气态样品中的主要和痕量元素的浓度，或记录材料的化学特征（指纹图谱）。每个 LIBS 光谱不仅包含有关所有天然元素浓度的信息，还包含一些同位素比率和材料的原子结构的信息。

激光器   

多种类型的激光器都可以被用到LIBS 系统中。Nd:YAG 激光器在其基本波长 1064 nm 或谐波波长之一（通常为 266 nm 或 213 nm）是常用的激光器。脉冲宽度通常为 6 ~15 ns，重复率从单次发射到 >20 Hz。单脉冲 LIBS 使用单个激光脉冲来烧蚀和激发原子。双脉冲 LIBS 采用与第一个脉冲垂直或共线的第二个激光脉冲从样品中激发更高比例的原子，从而增加峰值强度而不会对样品产生额外影响。

收集光  

在大多数实验室和便携式 LIBS 系统中，来自等离子体的光子通过等离子体附近的透镜收集，并通过光纤传输到光谱仪。另一种方法称为远距离LIBS（stand-off LIBS），它被用于 NASA 火星科学实验室好奇号的 ChemCam 仪器包中。在远距离 LIBS 中，分析的样品距离仪器本身几米，被光子被望远镜捕获并通过光纤传输到光谱仪。

衍射产生光谱  

LIBS 系统中使用了几种类型的光谱仪，最常见的是阶梯光谱仪。光谱仪输出记录在 CCD（电荷耦合器件）上，很像数码相机。在许多情况下，光子收集在激光脉冲后几微秒开始，以最大限度地减少非量子过程发射的光的收集，例如电子和原子之间的动力学相互作用。激光烧蚀和光子收集之间的时间称为 Q 开关延迟。（本文摘至日立分析仪器技术文章，仅用于技术交流，版权归作者所有，如有疑问请与我司联系）

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