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LIBS|Applied Spectra|雷射剝蝕誘導電漿元素光譜分析儀

LIBS|Applied Spectra|雷射剝蝕誘導電漿元素光譜分析儀

滿足固態進樣，元素空間分佈解析及深度分析的「全週期表」元素光譜分析儀。

雷射剝蝕誘導電漿元素光譜分析 (LIBS, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)
是一種利用雷射光束產生電漿的發射光譜分析之新興元素分析技術，係利用雷射光束產生電漿，直接固體進樣的發射光譜分析儀 (Optical Emission Spectroscopy)。

LIBS 能夠做到：

直接固體進樣，無需前處理過程
能夠進行「全週期表」元素分析，包括輕元素
(如 C，H，N，O，Be，Li，Mg，Al，Si 等)，鹵素等，無譜線干擾的問題。
直接對樣品進行 2D/3D 空間分佈及深度的元素與同位素分析。
取樣面積小，最大程度維持樣品完整度
皮秒雷射，數秒獲得高解析度數據圖譜

雷射剝蝕誘導電漿元素光譜分析 (LIBS, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) 原理

雷射剝蝕 (LA, Laser Ablation) 原理
-將高功率的雷射光束聚焦到待測樣品表面，對樣品進行微取樣(剝蝕)的技術，稱為雷射剝蝕(LA)。被剝蝕的樣品繼續激發形成含有激發態原子，離子及電子的高能量電漿，再由放射光譜儀進行後續分析。

▸雷射光束聚焦到樣品表面，將部分樣品剝蝕出來，繼續反應形成含有激發態原子，離子及電子的高能量電漿。

◂當雷射脈衝結束後，電漿隨即開始冷卻，原先處於激發態的電子降回基態，使得電漿放出光，形成分離的光譜峰值。

▸週期表上每一種元素都有其對應的特徵放射光譜，電漿所放出的放射光經分光收集至偵測器進行光譜分析，再藉由換算光譜峰值的強度，即可得知樣品元素組成及其濃度值。

LIBS = Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LA-OES)

LIBS 就是將雷射剝蝕(LA)技術串接到耦合電漿光學發射光譜儀(ICP-OES)上的，無需進行樣品前處理，直接分析樣品的光學儀器。

LIBS 雷射剝蝕誘導電漿元素光譜分析優勢

樣品限制少：
-直接分析樣品，無需樣品前處理，減低使用高濃度劑量藥劑的風險。
-可分析極少量的樣品，最大程度保存樣品完整性。
高功率雷射幾乎能夠激發所有元素，故能夠分析元素週期表上所有元素。
元素在樣品中 2D/3D 空間分佈和深度解析。
只需數秒就能得知分析結果，儀器軟體進行即時數據圖譜轉換及內建資料庫比較。

目前市面上的 LIBS 多為用於快速檢測鋼鐵合金成分的手持式 LIBS (Handheld/Portable LIBS)，又稱雷射分光光譜儀。手持式 LIBS 也因為有更快的分析速度，能夠測定輕元素 (C，N，O，F，Li等) 的特性，繼手持式 XRF (X射線熒光光譜儀，X-ray Fluorescence Spectrometer) 後成為業者們的青睞，應用在快速進行製程材料的辨別與確認。

桌上型 LIBS 和手持式 LIBS 之間的差別在於：因受限於產品設計，手持式 LIBS 只有固定的雷射波長，無法進行元素在樣品中的空間解析外，對含有較多短波長元素 (如碳) 的樣品而言，需要較大的能量來被激發。而桌上型 LIBS 是為較大型的設備，故在樣品槽，分光零件及偵測器的位置上比手持式有更好的空間設置與條件，數據品質更佳，偵測極限相對較低。雖然 XRF 能夠做到樣品的無損檢測，但 LIBS 能夠測定 C，N，O 等環境基質主要元素，且桌上型 LIBS 能夠進行樣品的空間，深度解析，提供樣品多層次的資訊。

以下為手持式 XRF，手持式 LIBS 及桌上型 LIBS 的比較表：

儀器	手持式 XRF	手持式 LIBS	桌上型 LIBS
元素範圍	原子序範圍鎂(Mg) - 鈾(U) 無法測輕元素如 C，N，O，F，Li 等元素	發光光譜範圍，以可見光元素為主(Be、Mg、Al、Si、Ca…等) 可以測輕元素如 C，N，O，F，Li 等元素	元素週期表上所有的元素
激發原理	X 射線	雷射激發	雷射激發
雷射波長	無	1064 nm	213-1064 nm範圍的客製化雷射源
檢測範圍	10 ppm-1 %	ppm-%	ppb-%
測試時間	一般元素：3-5秒輕元素(Mg-S)：10-15 秒	3-5 秒	3-5 秒
最大取樣面積	8-10 mm	0.05-0.1 mm	10 µm-100 µm
2D/3D空間解析	無	無	可以
數據穩定性	較穩定	受到槍口與樣品貼合度影響，跳動大	非常穩定
樣品品質	無損檢測	表面輕微燒灼	表面輕微燒灼
操作人員要求	18 小時輻防訓練	無	無
雷射安全等級	無	Class 3B 在暴露下會對眼睛造成立即的損傷。需戴上特定波長之護目鏡	Class 1 雷射在完全封閉的裝置內不造成人體傷害

Applied Spectra 的桌上型 LIBS (Benchtop Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) 提供穩定精準的分析環境，且內建軟體能夠快速有效地轉換數據及圖譜呈現，提供您最佳的全週期表元素分析體驗。

若想要得到微量元素及同位素的資訊，Applied Spectra 桌上型 LIBS 系統能夠串聯上市面上所有品牌的 ICP-MS，結合雷射，光譜與質譜的優勢，一次擁有從 ppb 至 % 的濃度級別之樣品中主要成分，微量元素，同位素含量組成分析及元素空間解析。(點我了解更多)

儀器特色
雷射	213-1064 nm 範圍的客製化雷射光源，依樣品搭配合適的雷射波長奈秒(ns)、飛秒(fs)雷射源多種雷射光點大小及取樣樣式選擇，亦能客製化取樣路徑雷射光源自動調焦系統，讓剝蝕取樣過程不受樣品表面高低影響
分析範圍	可分析週期表上所有元素輕元素：Li, Be, B, C, Na, Mg 有機材料元素：O, H, F, N Transition metal：Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Y, Hf, W, Mo, Zr, Ag, Cd, etc
樣品	無樣品型態限制微量型的樣品也能夠進行分析，不影響分析品質可分析表面凹凸不平的樣品樣品能夠最大程度保留其完整性抽屜式樣品槽，可在一般環境下直接分析因應特殊應用亦可串接氣體流(如 Ar，He)
分析速度	於奈秒內產生電漿後放光，收集數微秒的不連續光譜完成分析
空間解析	樣品進行 2D/3D 空間分佈 mapping (適用於薄膜分析、空間分析) 樣品深度的元素分析內建光譜資料庫
LIBS/LA Tandem 系統	隨時升級 LIBS/LA Tandem 系統與市面上所有廠牌之 ICP-MS 相容一次擁有從 ppb 至 % 的濃度級別之樣品中主要成分，微量元素，同位素含量組成分析及元素空間解析

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