1535nm人眼宁静波长激光在手持LIBS领域应用前景
2022-12-21

 

近年来激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在工业现场领域越来越受到关注,尤其是在铝合金检测和锂辉石矿检测领域。在手持LIBS设备领域,主流设备照旧外洋的产品。在锂电时代来临之际,海内仪器设备制造商能否在新的需求引领下,在手持LIBS领域有所突破?业内都拭目以待。

 

手持LIBS设备中固体激光器技术一直是LIBS技术瓶颈。现阶段用于LIBS测试的激光器主要有:闪光灯泵浦的固体激光器(实验室用),半导体货仓泵浦的固体激光器激光器(手持设备应用)、半导体泵浦窄脉宽微片激光器(能量偏小)。货仓泵浦的激光器由于保存功耗高,事情温度规模小,功率稳定性控制困难,一直是行业应用的痛点。

 

最近使用Er:Glass为事情物质的1535nm激光器,由于其特殊性能,已在军事领域等卑劣情况下获得广泛应用,同时也受到了LIBS手持设备商和行业从颐魅者广泛关注。为了验证1535nm铒玻璃激光器在LIBS领域应用性能,我们做了如下的应用验证试验。

 

01 激光器引发性能验证

 

以一款澳门尼威斯人网站1535nm 1mj 10Hz 7ns脉宽的1535nm激光器为例,激光峰值功率为143.8kW,中选择合适的聚焦系统时,将光斑聚焦到100μm时,峰值功率密度为1.82GW/cm2,满足LIBS引发条件。

 

典范光束质量TEM00

激光器脉宽7ns

02 1064nm和1535nm激光器引发效果比照试验

 

本试验选择4种激光引发黄铜样品,比照剖析种种激光器在LIBS光谱数据上的差别。

 

测试系统图

 

试验选择了1064nm和1535nm各两款激光器,激光器参数如下:

 

1-1064nm-10Hz-10mj-10ns? 蓝色谱线

2-1064nm-1kHz-120μJ-750ps 绿色谱线

3-1535nm-1kHz-40μJ-5ns? 红色谱线

4-1535nm-200Hz-70μJ-5ns? 玄色谱线

 

引发的光谱数据比照图如下:

 

测试光谱图

从测试图我们可以看出,1064nm激光与1535nm激光在高重频和低重频引发LIBS时,光谱数据基本一致。说明1535nm与1064nm在引发效果上没有差别。

 

03 1535nm激光器在轻金属矿石引发效果测试

 

为了验证1535nm在轻金属领域的应用可行性,使用1535nm 1mJ激光器在5Hz重频下对锂辉石样品进行了测试。测试光谱图如下:

 

北京澳门尼威斯人网站 1535nm 1mJ微片激光器锂辉石样品测试效果图

 

从实验数据可以看出,1535nm激光可以有效的引发出Be元素特征谱线。可以实现矿石身分的检测。

 

应用前景

 

铒玻璃激光器从原理结构上决定了这款激光器在手持LIBS设备上有辽阔的应用前景。

 

首先,由于铒玻璃的吸收光谱在910-950nm波段有相对平坦的吸收系数,决定了这款激光器可以在不使用温控的条件下实现宽温事情(-40~65℃事情),且功率稳定性高。

 

其次,激光器可以接纳半导体封装技术生产,氮气密封确保低温-40℃时不结露,激光器的体积重量很小,一个典范的1mJ激光器,激秃顶重量不凌驾20g。激光器可以加装PD,检测出光并触发收罗设备。

 

北京澳门尼威斯人网站 1535nm激光器实物图

 

再次,由于激光器无需使用TEC温控,系统整体功耗极低。电路尺寸可以做到20X40mm以内。适合长时间野外使用。

 

以上特点,再加上1535nm处在人眼宁静波段,极大降低了仪器使用中的激光宁静危害。以1535nm铒玻璃激光为光源的LIBS手持设备,正在受到海内外仪器设备商的关注。

 

澳门尼威斯人网站建立于2010年,是一家专注于半导体激光器、微片激光器、窄线宽激光器、高功率固体激光器、激光探测与应用技术的高新技术企业。我们将在LIBS应用领域为宽大用户提供支持。

 

推荐使用的两款铒玻璃激光器产品:

联系澳门尼威斯人网站

010-59089507
sitemap网站舆图