技术背景：

当激光作用于样品表面时，在极短时间内诱导产生含有样品物质的等离子体，等离子体产生的过程中，发射出带有样品元素信息的发射光谱，通过检测这些发射光谱，得到样品的元素信息。这种技术被称为激光诱导击穿光谱技术LIBS（Laser Induced Breakdown Spectroscopy），俗称激光光谱元素分析技术，检测限可达ppm级。测量的元素可覆盖元素周期表中的大部分元素，高达100多种

系统功能：

快速检测矿石、合金、工业材料、珠宝、土壤、植物、中草药、刑侦材料等样品中的

Ø 常量元素N, P, K, Ca, Mg

Ø 微量元素Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Ni, Cl

Ø 痕量元素：可检测化学周期表上大部分元素

Ø 其他：有机元素C、H、O和轻元素

Li、Be、Na等（其他技术很难同时分析）

应用领域：

工业材料的检测及组分分析

地质矿物分析

煤粉组分检测

合金元素分析

宝石鉴定

土壤、植物样品检测

中药材元素测量及鉴定

农产品重金属检测

重金属污染检测

刑侦微量物证分析

工作原理：

EcoChem激光光谱元素分析系统的固体激光器产生激光作用于样品表面。当激光能量大于样品击穿门槛能量时，在样品表面形成等离子体。这些等离子体中受激光能量激发到达高能态的样品物质在迅速回迁至低能态的过程中，发射出带有样品元素种类、含量信息的发射光谱，这些发射光谱信号被智能信号收集系统收集并传输至光谱仪中进行分光，再由CCD检测器进行检测，得到元素信息。

系统特点：

●系统的硬件采用模块化设计，可定制。激光器和光谱仪（检测器）可根据样品的种类及用户的研究目的进行升级，两者均不受外界环境温度影响，无需进行特殊的环境控制，使用寿命长。

●激光能量和激光光斑大小连续可调，激光脉冲能量稳定一致，可实现样品分层剥蚀、夹杂物和微光斑分析、元素分布制图、定量计算等多种分析。

●系统剥蚀导航激光和样品高度自动调整传感器相结合，解决了样品表面凹凸不平导致剥蚀不均匀的问题；激光能量稳定确保到达样品表面的激光能量稳定一致

●系统配备3-D全自动操作台

●系统操作软件全中文界面，操作简单易用

●系统软件能实现对所有硬件组件的控制，能提供多种采样模式，包括直线、随机点、网格任意大小和自定义采样等，通过设置参数，可在无人值守的条件下自动进行大面积采样。

定性分析

●系统可通过样品某一特定元素的二维分布制图，形象展示样品元素的分布。

技术指标：

激光系统：

激光能量：200mJ@1064nm，能量输出0-99%可调

光斑质量控制系统

重现率：20Hz，脉宽<6ns，DI水冷却系统

光斑大小：50-250μm连续可调

激光光闸：自动双光闸，稳定控制激光能量和LIBS信号

激光安全：I级，有激光锁定保护装置

激光发散角 ：≤1 mrad，指向性 ：<20urad

激光Jitter（RMS）：≤0.5ns

检测器：谱宽：190-1040nm，光谱精度±0.05nm，门延迟0.5ns-1ms，分辨率0.5ns, 光路：非交叉型CT光路，焦距 > 75mm

具有激光辅助自动聚焦模块, 分辨率2.5微米，聚焦重复精度<0.1mm

工作台：

全自动XYZ行程，XY行程100mm×100mm，Z行程50mm，速度0-10mm/s

XY行程分辨率：0.2μm，Z行程分辨率：0.5μm

样品室可通入氦气或氩气

操作软件：

中文界面，包含ElementLIBS和NIST元素识别数据库。可以轻松检测和识别元素周期表上的元素并进行信息标记。界面友好，操作直观，使用简单。软件还同时具备如下功能：软件可针对所有硬件部件（激光器，光谱仪，三维工作台，气路等）进行指令操作，内置多种打样方式选择，包括单点，多点，直线，矩阵点等；具有自动聚焦控制，可快速且方便的识别样品；可对系统内置的双镜头（全景视野和放大视野）进行控制；可进行元素的分布（mapping）分析；对气路进行精准控制；内置txt, dat等多种数据格式的转换。

软件操作界面

数据处理中心：

专用i7台式电脑及24’显示器

可选配件：

空气滤清器

台式压片机

氦气或氩气

应用案例：

氟铈矿表面不同颜色的部位进行元素分布分析，目标元素F，O，Pb，Ti等元素。以考察这些元素的分布情况。经过扫描之后，元素分布热图直接显示出来，显示了这些元素在不同部位的分布情况。信息特征十分明显。

氟铈矿元素分布分析

鉴定经过铍（Be）或镁（Mg）元素处理过的蓝宝石，LIBS技术可以非常容易的检测出蓝宝石中异常存在的铍或镁元素，从而达到蓝宝石鉴定的作用。

铍（Be）元素的测量位置及其信号强度

土壤中含铜量已超过土壤背景值的几倍甚至几十倍。灌溉过程以及硫酸铜杀虫剂等农药的施用也会使一部分铜进入土壤和植物体内。对整个生态系统的稳定和人类的安全构成了一定的威胁。系统针对土壤铜污染进行了定性、定量研究，确定了铜元素的特征谱线为324.75nm。建立了铜元素的标准曲线和含量的测量方法。并验证了准确度，测量误差小于10%。

  

Cu元素的特征光谱谱线                Cu元素的标准曲线

S  

锂离子封装电池的深度剖析研究