في العديد من المجالات ، مثل علوم المواد ، والتنقيب الجيولوجي ، والرصد البيئي ، وحماية الاثار الثقافية ، والصناعة المعدنية ، وحتى الكشف عن الكواكب ، سريعة ودقيقة في الموقع تحديد العناصر المادية هو شرط أساسي . على الرغم من أن الطريقة التقليدية في التحليل الكيميائي عالية الدقة ، فإنه غالبا ما يتطلب المعالجة المعقدة ، وتدمير العينات وقتا طويلا . ظهور الانهيار المستحث بالليزر الطيفي قد تغير هذا الوضع . مطياف الليزر المستحثة على أساس مبدأ ليبس لديها مزايا فريدة من نوعها مثل لا تحتاج إلى إعداد العينات ، متعدد العناصر simultaneous التحليل ، مايكرو خسارة أو حتى بالقرب من تدميري ، لمسافات طويلة / على الخط الكشف . في هذه الورقة ، مبدأ العمل ، الخصائص التقنية ، وتطبيق نموذجي ومستقبل التنمية في اتجاه عرض .

مبدأ العمل : استخدام الليزر " إشعال " ذرة بصمة الضوء

المبدأ الأساسي من الليزر المستحثة الطيفي هو رائع :

أولا ، عالية الطاقة ليزر نابض ( عادة أمر النانوسيكند ، الطول الموجي 1064 نانومتر أو 532 نانومتر ) تركز على سطح العينة ، في وقت قصير جدا ( < 1 μ ق ) تنتج ارتفاع في درجة الحرارة وارتفاع ضغط البلازما ( درجة الحرارة تصل إلى 10 ، 000-20 ، 000 ك ) . في ظل هذه الظروف ، ميكروغرام من المواد على سطح العينة تغويز ، atomized و متحمس على الفور .

بعد ذلك ، عندما يتم تبريد البلازما ، متحمس الذرات أو الأيونات الانتقال إلى أرض الدولة و تنبعث منها الأطياف المميزة مع أطوال موجية معينة . كل عنصر له " البصمات الطيفية " -- على سبيل المثال ، الحديد في 358.12 نانومتر ، النحاس في 324.75 نانومتر ، الصوديوم في 589.0 نانومتر في كثافة الإشعاع .

وأخيرا ، هذه الإشارات الضوئية التي تم جمعها من قبل عالية الدقة مطياف ( على سبيل المثال ، في منتصف سلم مقضب + ICCD الكاشف ) و الحكم السريع على أنواع ومحتويات العناصر في العينات التي يمكن أن تتحقق من خلال قاعدة بيانات مقارنة والكمية الخوارزمية .

العملية برمتها يستغرق سوى بضع ثوان ، ومعظم العينات الصلبة لا يكاد يسبب الضرر مرئية ، حقا تحقيق " ضرب شعاع من الضوء ، معرفة كل شيء عن التكوين .

مزايا التكنولوجيا الأساسية

1 - القدرة التحليلية الحقيقية في الموقع والميدان

فائدة نموذج لا يحتاج إلى أخذ العينات ، الهضم ، أو قرص ، ويمكن الكشف عن الصخور والمعادن والتربة ، الاثار الثقافية ، والأنسجة البيولوجية ، وما إلى ذلك مباشرة . عقد اليد ليبس المعدات يمكن أن تعمل في الوقت الحقيقي حتى في الميدان ، الألغام ، موقع الحادث .

2 - التغطية الكاملة للعناصر

من العناصر الخفيفة ( مثل لي ، يكون ، ب ، ج ، ن ، س ) إلى المعادن الثقيلة ( مثل الرصاص ، ش ، الزئبق ) ، ما يقرب من جميع العناصر التي يمكن الكشف عنها .

3 - التحليل الجزئي والتحليل العميق

بقعة الليزر يمكن أن تكون صغيرة مثل 10-50 μ م ، مناسبة لأنّ خريطة صغيرة من المكونات الإقليمية . من خلال نبض مستمر القصف ، تقشير طبقة يمكن أن تتحقق ، وعمق توزيع الطلاء ، والأكسدة ، أو تآكل المنتج يمكن تحليلها .

4 - تنطبق على جميع أنواع الدول

ليس فقط يمكن قياس المواد الصلبة ، ولكن أيضا يمكن تحليل السائل ( خزان خاص ) ، الغاز ( مثل البلازما التشخيص ) أو حتى ارتفاع درجة حرارة المعدن المنصهر .

تطبيق نموذجي المشهد

1 - الجيولوجيا والتعدين

فحص سريع من خام الصف ( مثل الحديد ، النحاس ، آل المحتوى ) ؛ العنصر الأساسي في مجال التصوير لتوجيه الحفر المقرر . استكشاف الكواكب : chemcam على متن المركبة الفضائية ناسا الفضول ، ليبس ، نجحت في تحليل مئات من صخور المريخ .

2 - تعدين وشغل المعادن

فرز الخردة المعدنية ( الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مقابل 316 ) ؛ على الخط رصد تكوين تجمع المنصهر ، وتحسين عملية صناعة الصلب . قياس سماكة وتكوين aeroengine شفرة الطلاء .

3 - البيئة والأمن

فحص التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة ( مثل ، سي دي ، الكروم ) في الموقع . تحديد اليورانيوم والبلوتونيوم في النفايات النووية . الكشف السريع عن المتفجرات المتبقية ( بما في ذلك ن ، ك ، الكلور ، الخ . )

4 - حماية التراث الثقافي

تحليل غير تدميري من أصباغ السيراميك القديمة ، والجداريات والبرونز . تحديد الحقيقة والتتبع ، دليل إصلاح .

5 - علم الأحياء والزراعة

توزيع العناصر الغذائية ( ك ، كاليفورنيا ، مغ ) في أوراق النبات . تحليل العلاقة بين العناصر النزرة والصحة في عظام الحيوانات .