西安光機(jī)所在等離子體光譜研究方面取得重要進(jìn)展
激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)又稱激光誘導(dǎo)等離子體光譜,是一種基于原子發(fā)射光譜法的元素分析技術(shù),在多元素分析、實時快速原位檢測等方面具有突出優(yōu)勢,并且在痕量物質(zhì)定性定量分析領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。目前該技術(shù)已在深空深海探測、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)藥,以及環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但在普遍應(yīng)用中,LIBS技術(shù)面臨信號波動大、光譜強(qiáng)度低、信噪比差、探測靈敏度低等不利因素。放電輔助增強(qiáng)策略可實現(xiàn)大幅度的激光等離子體光譜增強(qiáng),然而,這一方法在液態(tài)樣品的探測中受液相對放電過程的干擾導(dǎo)致LIBS信號波動大,影響探測光路甚至無法探測,極大阻礙了放電輔助LIBS(DA-LIBS)在液態(tài)樣品中痕量物種定性或定量分析方面的應(yīng)用。 瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國家重點實驗室湯潔課題組近年來開展了激光等離子體光譜研究領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)。近日,針對放電輔助LIBS在液態(tài)樣品探測中面臨的關(guān)鍵技術(shù)性難題,該團(tuán)隊提出了DA-LIBS結(jié)合濾紙采樣的方法,促進(jìn)等離子體中更多的物質(zhì)被持續(xù)加熱、電離,致使其壽命從幾微秒延長至近百微秒,等離子體光譜強(qiáng)度增加1–2個數(shù)量級,濾紙均勻采樣巧妙克服了液相干擾放電過程及信號穩(wěn)定性差等不利因素,顯著增強(qiáng)激光燒蝕樣品的穩(wěn)定性,等離子體光譜信號穩(wěn)定性得以提升33%。憑借顯著的光譜增強(qiáng)效應(yīng),痕量Ca、Ba元素檢出限降低至ppb量級( 1ppb=10-9=十億分之一),相比于傳統(tǒng)單脈沖LIBS,檢出限降低近2個數(shù)量級。相比于其他LIBS增強(qiáng)技術(shù)(如雙脈沖LIBS),該方法不僅享有同等高水平的探測靈敏度,還具備低成本、低能耗、裝置簡易等優(yōu)勢,將在環(huán)境與生態(tài)廢油污染監(jiān)測中,對污染物質(zhì)的溯源,以及預(yù)防措施的制定,展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和價值。 |