精彩問答集錦如下:
1、高老師,,您好,!LIBS產(chǎn)品可以在現(xiàn)場測金屬材料成分嗎?
可以,。目前市面上有手持的LIBS應(yīng)用裝備現(xiàn)場識別金屬材料的儀器,,用于庫存管理和廢舊金屬回收。如果需要測量一些非常*的金屬材料成分,,也可以另行研發(fā),。
2、高老師,,您好,!35頁PPT里光學(xué)腔結(jié)構(gòu)如何有效收集發(fā)射光譜?如何去掉入射激光光源譜,?
具體參考我們的文件:ZL2015 2 04547474一種增強型等離子體發(fā)光信號收集器
3,、氣溶膠檢測那部分是用的遠程LIBS嗎?高老師課題組應(yīng)該也在做吧,?高老師能否簡單介紹下這部分工作,,目前能測到多遠距離?
我們這個針對的場景是氣態(tài)排放物的在線測量和污染空氣的現(xiàn)場測量,。氣溶膠成分的遠程探測有兄弟單位在做,,屬于激光雷達項目Lidar,應(yīng)該采用望遠鏡系統(tǒng)傳輸和收集光信號,,閃光的幾何收集效率受限,,靈敏度可能不會太高。目前對固態(tài)物質(zhì)表面沾染物的探測距離大概是半米到數(shù)十米左右,。
4,、高老師,針對很容易被激光打壞的材料,,LIBS是否可以進行檢測,?
LIBS技術(shù)雖然宣稱是無損分析,但實質(zhì)上還是微損分析,,本身需要將少量的物質(zhì)(微克或者更少)加熱到等離子體狀態(tài)才能開展光譜分析,。對于脆性材料,可以考慮飛秒激光擊穿光譜減少燒蝕量和熱力沖擊,。如果應(yīng)用可以接受極小的表面損傷,,損傷尺度微米量級,幾乎肉眼難以發(fā)現(xiàn),可以開展測量,。
5,、高老師,您好,!定性識別元素與拉曼光譜識別技術(shù)的區(qū)別,?
LIBS技術(shù)主要開展元素的識別,屬于原子光譜分析技術(shù),,光譜信號來自外層電子的躍遷,。拉曼光譜主要用于分子基團的識別,屬于分子光譜分析技術(shù),,光譜信號來源于分子鍵轉(zhuǎn)動,、振動能級的躍遷。
6,、高老師,,用LIBS技術(shù)定量確定核危險物的含量貌似從實際現(xiàn)場應(yīng)用角度來看不是非常必要的
核法證學(xué)和材料成分的在線分析需要能實現(xiàn)現(xiàn)場、快速,、定量分析的技術(shù)裝備,確實有這方面的需求,。關(guān)鍵問題是,,LIBS技術(shù)定量測定的準(zhǔn)確度和度能否滿足應(yīng)用的實際需求。業(yè)內(nèi)接受和認可LIBS裝備,,需要從技術(shù)上演示LIBS定量分析的成熟度和可靠性,,作為一種“新技術(shù)”,也需要積極宣傳,。
7,、高老師,您好,!激光器選擇的波長有什么依據(jù)呢
目前看,,各個波段的激光器都有使用,取決于具體的應(yīng)用場景和對象,。需要說明的是,,激光激發(fā)等離子體往往是一個非線性吸收過程,以多光子效應(yīng)為主,,而非共振吸收,。當(dāng)然,如果條件允許,,選擇激光波長與測試對象共振吸收峰匹配的激光器,,可以降低對激光器功率的要求,可能有助于提高光譜強度和準(zhǔn)確度。不建議選用樣品反射率或透過率較高波段的激光器,。
8,、高老師,激光打到樣品上產(chǎn)生等離子體,,是不是必須要金屬樣品才可以呢,?對于半導(dǎo)體材料來說,很難產(chǎn)生等離子體效應(yīng)
金屬樣品很容易產(chǎn)生激光等離子體,,大概激光的強度時是每平面厘米兆瓦量級,。非金屬材料則需要更高的激光強度,比如每平方厘米吉瓦,。透明材料由于吸收系數(shù)較低,,甚至需要更高的強度。需要注意,,激光強度超過10~100GW,,有可能發(fā)生空氣擊穿。半導(dǎo)體材料在紅外區(qū)的吸收可能比較小,,建議試試更短波長的激光器,,比如可見或者紫外波段的激光器。
9高老師,,您好,,激光擊穿光譜,一般都選擇什么譜儀,?是針對特定譜段嗎,?對分辨率通常有什么要求?另外,,您這邊涉及紫外,、近紅外波段的情況多嗎?比如200nm以下,,900多nm,,針對這些特殊波段,你們?nèi)绾翁岣咛綔y的靈敏度,?謝謝您,!
考慮到離子熱運動產(chǎn)生的多普勒展寬等因素,一般認為光譜分辨率優(yōu)于0.1nm即可滿足元素識別的需求,。如果不做同位素分析,,常規(guī)的光纖光譜儀(分辨率0.03-0.05nm)就可以開展一些應(yīng)用研究。實驗室配置的光譜儀因為探測對象不*一,,一般光譜范圍涵蓋200-900nm即可,。如果有明確的探測對象和元素的光譜范圍,,可以根據(jù)具體情況選擇單通道(通常譜寬100nm左右)和多通道光譜儀。
紅外波段的原子發(fā)射譜線不是很豐富,,但是可觀測的分子譜線逐漸增多,,因此LIBS的一個新的研究方向是開展激光擊穿-分子光譜分析,因為某些分子譜線的同位素位移比較大,,可以用于同位素的探測,。選用紫外波段的光譜儀,出發(fā)點可能是避免伴生的熒光或拉曼光譜的干擾,,提高光譜信噪比,。實際上,熒光光譜一般比較寬,,可以通過數(shù)值濾波等光譜處理方法扣除,。
10 還有個問題,除了LIBS定性的測量,,定量的研究,,有什么注意事項或者您有什么建議嗎?LIBS+拉曼的研究,,目前你們是否有開展,?謝謝您!
如果一定要建議,,那么就是根據(jù)具體應(yīng)用場景選擇定量分析的技術(shù)路線,,比如內(nèi)標(biāo),外標(biāo)和自由定標(biāo),。戶外,現(xiàn)場作業(yè),,個人推薦自由定標(biāo),。
我們研究室有激光拉曼光譜的研究人員,在LIBS/Raman聯(lián)用方面也有所考慮,。
11高老師,,便攜式設(shè)備的光譜分辨率是多少,鈾和鐵之類的干擾如何進一步分辨,?
可以考慮選用多條譜線進行判斷,,鈾和鐵并不是每一條譜線都距離很近。另外,,可以考慮利用人工智能進行光譜處理和判讀,。
12 橢球腔閃光收集器,是否容易被等離子體的飛濺污染,?謝謝老師,!
目前還沒有發(fā)現(xiàn),,在本例中,等離子體冷卻產(chǎn)生的顆粒物應(yīng)該被高速氣流帶出腔室了,。
13 高老師,,毫克級燒蝕量對核材料的運行影響大么?
LIBS分析的樣品損耗量是微克量級,,基本和產(chǎn)品表面的激光打標(biāo)相當(dāng),,應(yīng)該可以接受。
14我是中科院安光所的張志榮,,也從事LIBS研究,,水中的核素比如氕氘氚是否可以測量?
氕氘氚的同位素位移很大,,可以測量,,需要結(jié)合具體應(yīng)用背景確認探測靈敏度,準(zhǔn)確度是否可以接受,。比如工藝監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測對水中氚的探測限要求不一樣,。
【下期會議預(yù)告,敬請關(guān)注】
2021年3月 王遠航老師 上海光學(xué)精密機械研究所 基于微區(qū)RS&LIBS的中藥殘留化合物和重金屬檢測技術(shù)研究,;
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