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Libs光譜技術(shù)的發(fā)展歷程
發(fā)布時(shí)間：2019-11-13 08:51:46 點(diǎn)擊：7989
Libs光譜技術(shù)，你聽說過嗎？有沒有覺得熟悉，沒錯(cuò)，NASA用這項(xiàng)技術(shù)探測(cè)了火星的物質(zhì)。激光的技術(shù)發(fā)展從被發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用，獲得的成果喜人，在各個(gè)方面近乎快速的發(fā)展。
激光的原理早在1916年已被著名的美國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，但直到1960年激光才被首次成功制造。
自從1960年第一臺(tái)紅寶石激光器的發(fā)明為原子光譜分析注入新鮮血液之后，類似于火花源的激光光束聚焦擊穿現(xiàn)象即見諸文獻(xiàn)報(bào)道。1962年 Jarrell-Ash的Brech發(fā)表第一篇關(guān)于用激光產(chǎn)生等離子體進(jìn)行分析的文章，標(biāo)志著激光燒蝕分析技術(shù)的誕生。1964年，得益于激光器Q開關(guān)脈沖技術(shù)，使得激光燒蝕無需通過輔助電極放電，直接通過激光產(chǎn)生等離子體進(jìn)行分析，這也是今天LIBS的雛形。至20世紀(jì)80年代，美國(guó)Los Alamos實(shí)驗(yàn)室利用激光等離子體的光譜信息實(shí)現(xiàn)了對(duì)于物質(zhì)元素信息的測(cè)量，從而將該技術(shù)正式命名為LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)。
Libs光譜技術(shù)的發(fā)展歷程
本世紀(jì)分析領(lǐng)域的一大新聞就是美國(guó)NASA采用LIBS技術(shù)作為火星車表面礦物分析手段——ChemCam，并出色地完成了科考任務(wù)。因而，LIBS技術(shù)的應(yīng)用也相應(yīng)地成為了一大研究熱門。與其他常用元素分析的方法相比，其主要優(yōu)點(diǎn)有:
（1） 利用激光特有的性能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)、在線元素檢測(cè)。
（2） 儀器體積相對(duì)較小，適用于現(xiàn)場(chǎng)分析、可在惡劣條件下進(jìn)行測(cè)定。
（3） 可用于各種形態(tài)的固體、液體甚至氣體分析，而且無需繁瑣的樣品前處理過程，分析簡(jiǎn)便、快速。
（4） 可測(cè)定難溶解的高硬度材料，對(duì)樣品尺寸要求不嚴(yán)格，且對(duì)樣品的破壞性小，實(shí)現(xiàn)微損甚至近于無損檢測(cè)，樣品消耗量極低(約0.1μg-0.1mg)。
（5） 分析時(shí)間短，從激光脈沖發(fā)射到信號(hào)收集的整個(gè)過程僅僅需要毫秒級(jí)別的時(shí)間。
（6） 可進(jìn)行多元素同時(shí)檢測(cè)。
遠(yuǎn)距離輻射光接收技術(shù)及光纖傳感技術(shù)的迅速發(fā)展使得激光技術(shù)對(duì)高溫、惡劣環(huán)境下的非接觸分析得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)環(huán)境的較好適應(yīng)性使其成為優(yōu)秀的原位監(jiān)測(cè)手段，賦予其優(yōu)異的實(shí)用性。憑借著以上優(yōu)勢(shì)，LIBS技術(shù)在光譜分析領(lǐng)域的舞臺(tái)上嶄露頭角。在過去的三十多年中，國(guó)際研究者對(duì)LIBS的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了大量的研究工作。主要集中于高速相機(jī)拍攝LIBS等離子體形貌、不同物質(zhì)時(shí)間分辨譜圖、LIBS等離子體溫度及電子數(shù)密度的估算、激光與物質(zhì)相互作用機(jī)理的研究等。
到目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有LIBS技術(shù)的各類光譜儀，國(guó)外分析儀器的價(jià)格變得不再昂貴，行業(yè)處于多家企業(yè)共存，百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)。
基于LIBS技術(shù)的痕量分析和在線檢測(cè)的儀器設(shè)備已經(jīng)開始進(jìn)入市場(chǎng)。國(guó)外已出現(xiàn)較為成熟的商品化儀器，但是，昂貴的銷售價(jià)格限制了其使用對(duì)象，核心技術(shù)的壟斷以及可能涉及到的重要戰(zhàn)略作用，成了束縛國(guó)內(nèi)研究及應(yīng)用領(lǐng)域的一根鐵鏈。國(guó)內(nèi)LIBS技術(shù)相對(duì)起步較晚，目前雖有一些高校及科研單位從事LIBS技術(shù)的研究，但大部分仍偏向于理論及方法的探索，研究目的多為對(duì)基礎(chǔ)理論的探討與改進(jìn)。作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)沒有相應(yīng)的自主研發(fā)及集成的技術(shù)企業(yè)，相關(guān)產(chǎn)品均來自國(guó)外。但目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的LIBS進(jìn)口儀器并沒有形成壟斷地位或者一家獨(dú)大的狀況，行業(yè)處于多家企業(yè)共存，百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)。
