激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS）?是一種基于激光燒蝕和原子發(fā)射光譜的元素分析技術(shù)。它是一種微損檢測，其實(shí)現(xiàn)檢測的過程分為三步：激光燒蝕、等離子體冷卻與發(fā)射、光譜檢測。自問世以來便以其獨(dú)特的優(yōu)勢，如快速實(shí)時分析、多元素同步檢測、非接觸式檢測、廣泛適用性、高靈敏度及高精度、靈活便攜等得到廣泛的研究和應(yīng)用。

目前，傳統(tǒng)的LIBS應(yīng)用常采用YAG激光器、飛秒/皮秒超短脈沖激光器或二氧化碳激光器等。他們各有優(yōu)勢，也存在缺陷。鉺玻璃激光器的發(fā)展，為LIBS應(yīng)用提供了一些潛在方向。

鉺玻璃激光器的特點(diǎn)：

鉺玻璃激光器發(fā)射1535nm的中紅外光，屬于人眼安全激光波長，它適合中等能量（mJ級）和低重頻（1-10 Hz）應(yīng)用，適合需要高單脈沖能量的LIBS檢測。但其熱導(dǎo)率相對較低,也就難以支撐高的連續(xù)的工作功率,但卻也通過對散熱的優(yōu)化就可滿足了對脈沖的要求。

潛在優(yōu)勢：

（1）對特定材料的增強(qiáng)檢測

有機(jī)物、塑料、含氫化合物等材料在1535nm波段吸收更強(qiáng)，使用鉺玻璃激光器作為光源可能提高等離子體激發(fā)效率，增強(qiáng)信號強(qiáng)度。

中紅外波長可能減少金屬等導(dǎo)電材料的表面反射，減少基體效應(yīng)，改善分析穩(wěn)定性。

（2）人眼安全與便攜性

無需嚴(yán)格防護(hù)，適合開放環(huán)境（如采礦、環(huán)境監(jiān)測等野外/工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用）。

鉺玻璃激光器結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小巧，適合便攜式LIBS設(shè)備開發(fā)。

（3）降低樣品損傷

對熱敏感樣品（如生物組織、文物）的燒蝕閾值更低，可能減少損傷，適合文化遺產(chǎn)或生物醫(yī)學(xué)分析。

挑戰(zhàn)與限制：

（1）等離子體激發(fā)效率：鉺玻璃激光器波長可能比紫外/可見光更難電離某些元素（尤其是高電離能元素），需優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)（如脈沖寬度、聚焦條件）。

（2）光譜干擾：鉺玻璃激光器的激發(fā)可能產(chǎn)生更強(qiáng)的連續(xù)背景輻射，需通過延遲檢測或光譜濾波抑制。

未來研究方向：

（1）雙光束LIBS系統(tǒng)：結(jié)合鉺玻璃激光器（預(yù)處理/燒蝕）和Nd:YAG激光器（激發(fā)等離子體），發(fā)揮各自優(yōu)勢。

（2）新型探測器開發(fā)：匹配中紅外波段的高靈敏度探測器，提升信噪比。

（3）材料特異性應(yīng)用：針對有機(jī)物、含水樣品或特定工業(yè)材料（如聚合物、煤炭）的專用LIBS方案。

應(yīng)用場景展望：

（1）安全敏感領(lǐng)域：航空航天等需人眼安全的現(xiàn)場檢測。

（2）生物與環(huán)境樣品：含水或有機(jī)成分的快速分析（如土壤重金屬、植物營養(yǎng)元素）。

（3）微型化設(shè)備：集成到無人機(jī)或手持設(shè)備中，用于野外勘探或應(yīng)急檢測。

杏林睿光推出的1535nm人眼安全激光器，種類囊括小能量鉺玻璃激光器、高重頻鉺玻璃激光器、大能量鉺玻璃激光器等，助力LIBS激光器應(yīng)用選型。

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