微片激光器在显微LIBS领域的应用
LIBS-Laser-Induced Breakdown Spectroscopy激光诱导击穿光谱检测仪器一直藏身在科研实验室中,被大众了解,可能就是因为近期中国的火星车上搭载了LIBS载荷。LIBS技术是应用激光聚焦在物质表面通过高峰值功率(>GW/cm2)激光将物质激发至等离子体状态,通过等离子体发射光谱分析物质成分和含量,LIBS技术目前已在合金、矿石、材料、农业、生物等领域广泛应用。
激光诱导击穿光谱(LIBS)技术可实现样品微区的原位、定量和全元素分析,是未知物质化学成分检测的重要手段,广泛应用于地质科学、材料科学、生物医学等领域。空间分辨LIBS成像技术由于揭示了样品中的元素分布而引起了越来越多的关注。
北京杏林睿光LIBS仪器整机
在LIBS成像研究领域,微量样品的化学分析要求其空间分辨率达到微米级甚至亚微米级,并对系统的稳定性提出了更高的要求。也对激光器的参数性能要求提出了更高的要求。
近期山东理工大学修俊山老师团队,在Spectrochimica期刊上发表了题为“Rapid micro-analysis of Al-In-Sn-O thin film using laser induced breakdown spectroscopy with picosecond laser pulses”的论文,运用显微LIBS技术通过对Al-In-Sn-O薄膜在不同制备工艺参数下元素含量的评测,进而评估光电薄膜性能的论文。论文中使用了北京杏林睿光MCD系列的350ps脉宽微片激光器,获得了分辨率横向小于50μm,薄膜厚度分辨率亚微米级别分辨效果。
Reallight-350ps脉宽薄膜烧蚀光斑
10ns脉宽激光烧蚀光斑
睿光亚纳秒微片激光器具有亚纳秒量级脉宽,光束质量高(M2<1.2),在百uJ量级单脉冲能量下,很容易聚焦成μm尺度光斑,实现>10GW/cm2的功率密度。激光器重频高,脉冲可以精确控制同步,可实现单脉冲激发控制,激光器尺寸小,集成度高,非常适合在显微LIBS领域使用。
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参考文献
- Shiming Liu, Qing Gao, Junshan Xiu⁎, Zhao Li, Yunyan Liu,Spectrochimica Acta Part B 【J】,160(2019)105684。
- 黄伟华,贺春景,赵维谦**,邱丽荣*,光学学报【J】,第40卷 第24期 2020年12月。