Nhược điểm
LIBS, giống như tất cả các kỹ thuật phân tích khác không phải không có giới hạn. Nó có thể thay đổi trong tia laze và plasma kết quả thường làm giảm khả năng tái sản xuất. Độ chính xác của phép đo LIBS thường tốt hơn 10% và độ chính xác thường cao hơn 5%. Các giới hạn phát hiện của LIBS khác nhau giữa các nguyên tố với nhau phụ thuộc vào loại mẫu và dụng cụ thí nghiệm được sử dụng. Mặc dù vậy, các giới hạn phát hiện từ 1 đến 30 ppm theo khối lượng không phải là hiếm, nhưng có thể dao động từ> 100 ppm đến <1 ppm.
Sự phát triển của năm 2010
Trong những năm 2010, lãi suất phát triển trong LIBS đã tập trung vào việc thu nhỏ các thành phần và phát triển các hệ thống di động nhỏ gọn, năng lượng thấp. Sự quan tâm từ các nhóm như NASA và ESA – cũng như quân đội – đã đẩy mạnh sự phát triển này. Nhiệm vụ Phòng thí nghiệm Khoa học của Mars đã đưa ChemCam, một dụng cụ LIBS, lên bề mặt sao Hỏa vào năm 2012.
Những phát triển gần đây của LIBS đã chứng kiến sự ra đời của các hệ thống laze hai xung. Đối với LIBS xung đôi phân biệt giữa cấu hình trực giao và vuông góc. Trong cấu hình vuông góc, laser bắn ra hai lần trên cùng một điểm trên mẫu vật với sự phân tách xung theo thứ tự từ một đến một vài chục giây micro giây. Tùy thuộc vào việc tách xung, xung thứ hai được hấp thụ nhiều hoặc ít hơn bởi màng plasma do xung trước đó gây ra, dẫn đến sự nóng lên của plasma laser dẫn đến tăng cường tín hiệu. Trong cấu hình trực giao, một xung laser được kích hoạt song song với bề mặt mẫu trước hoặc sau khi xung vuông vuông chạm vào mẫu. Plasma plasma bắt lửa trong môi trường xung quanh phía trên bề mặt bởi xung đầu tiên gây ra (bằng sóng xung kích) của nó một khu vực giảm áp lực trên mẫu vật, trong đó plasma thực tế từ mẫu có thể mở rộng. Điều này có tác động tích cực tương tự đối với độ nhạy cảm như LIBS thực hiện ở áp suất giảm. Nếu xung laser la trực giao bị trì hoãn đối với trục vuông góc, các hiệu ứng tương tự như trong cấu hình vuông góc. Timing điện tử như máy phát điện chậm trễ kỹ thuật số có thể kiểm soát chính xác thời gian của cả hai xung. Trong thời gian gần đây, mô phỏng / mô phỏng 3D hoàn toàn đã nắm bắt được phong trào sóng xung kích và tương tác với tường.
Cả LIBS xung đôi cũng như LIBS ở áp suất giảm làm tăng độ nhạy của LIBS và giảm sai sót do sự biến động khác biệt của các nguyên tố (ví dụ như hydro như tạp chất trong chất rắn). Nó cũng làm giảm đáng kể các hiệu ứng ma trận. Các hệ thống hai xung đã chứng minh hữu ích trong việc tiến hành phân tích chất lỏng, như xung laser ban đầu hình thành một bong bóng khoang trong đó xung thứ hai hoạt động trên vật liệu bốc hơi.
LIBS là một trong một số kỹ thuật phân tích có thể được triển khai trong lĩnh vực như trái ngược với kỹ thuật phòng thí nghiệm tinh khiết, ví dụ: đánh lửa OES. Đến năm 2015, các nghiên cứu gần đây về LIBS tập trung vào các hệ thống xách tay nhỏ gọn và (nam). Một số ứng dụng công nghiệp của LIBS bao gồm phát hiện các hỗn hợp vật liệu, phân tích các tạp chất trong thép, phân tích các chất xỉ trong luyện luyện thứ cấp, phân tích quá trình đốt, và xác định các mảnh phế liệu các nhiệm vụ tái chế đặc thù cụ thể. Được trang bị các kỹ thuật phân tích dữ liệu, kỹ thuật này đang được mở rộng tới các mẫu dược phẩm.
LIBS sử dụng các xung laser ngắn
Sau nhiều lần ion hóa đường hầm hoặc điện tử đang được đẩy nhanh bằng cách nghịch Bremsstrahlung và có thể va chạm với các phân tử gần đó và tạo ra các electron mới thông qua va chạm. Nếu thời gian xung dài, các điện tử ion hóa mới có thể được đẩy nhanh và cuối cùng là sự sét lở hoặc thác ion hoá. Một khi mật độ của các điện tử đạt đến một giá trị quan trọng, sự cố xảy ra và plasma mật độ cao được tạo ra mà không có bộ nhớ của xung laser. Vì vậy, tiêu chuẩn cho sự ngắn mạch của một xung trong phương tiện truyền thông dày đặc như sau: Một xung tương tác với một vật chất dày đặc được coi là ngắn nếu trong thời gian tương tác ngưỡng cho ion hóa sương mù không đạt được. Thoạt nhìn, định nghĩa này có vẻ quá giới hạn. May mắn thay, do hành vi cân bằng tinh vi của các xung trong phương tiện truyền thông dày đặc, ngưỡng không thể đạt được dễ dàng. Hiện tượng chịu trách nhiệm cho sự cân bằng là cường độ kẹp thông qua quá trình phát triển dây tóc trong quá trình truyền xung mạnh trong môi trường dày đặc.
Một sự phát triển có tiềm năng quan trọng đối với LIBS liên quan đến việc sử dụng một xung laser ngắn làm nguồn quang phổ. Trong phương pháp này, một cột plasma được tạo ra như là một kết quả của việc tập trung các xung laser siêu nhanh vào trong một khí. Các plasma tự phát sáng là cao hơn nhiều về mức độ liên tục thấp và mở rộng phạm vi nhỏ hơn. Điều này là do mật độ thấp hơn của plasma trong trường hợp các xung laser ngắn do các hiệu ứng làm mất tập trung làm giảm cường độ của xung trong khu vực tương tác và do đó ngăn ngừa sự ion hóa nhiều dòng / đường hầm của khí
Cường độ dòng
Đối với plasma mỏng về quang học bao gồm các đơn nguyên nguyên tử đơn trung hòa trong trạng thái cân bằng nhiệt độ địa phương (LTE), mật độ photon phát ra từ quá trình chuyển từ mức i tới mức j là
where :
- {\displaystyle I_{ij}} is the emission rate density of photons (in m−3 sr−1 s−1)
- {\displaystyle n_{0}} is the number of neutral atoms in the plasma (in m−3)
- {\displaystyle A_{ij}} is the transition probability between level i and level j (in s−1)
- {\displaystyle g_{i}} is the degeneracy of the upper level i (2J+1)
- {\displaystyle U(T)} is the partition function (in s−1)
- {\displaystyle E_{i}} is the energy level of the upper level i (in eV)
- {\displaystyle k_{B}} is the Boltzmann constant (in eV/K)
- {\displaystyle T} is the temperature (in K).
