激光剥蚀进样光素分析系统

工作原理激光剥蚀技术LA及激光诱导击穿光谱LIBS相结合，J200接收等离子体发射光进行快速光谱分析，同时将激光剥蚀颗粒高效传输至ICP-MS系统。主要特点：J200具有LA和LIBS双系统测量能力，可以单独运行LA 或LIBS，或者同时运行LA- LIBS复合系统。激光fs 或ns可选。样品自动对焦、高度自动调整、光斑大小调节。可对固、液、气样品进行全元素LIBS快速检测，同时可将固体样品的剥蚀颗粒或者液体样品直接送入ICP-MS系统，实现ppb级精确分析。可用于分析元素周期表中的所有元素。ASI数据分析软件可在一个数据分析平台进行，分析LIBS和LA数据；可进行快速映射功能。应用领域复杂样本的定性和定量分析制造质量控制:制药、生物技术、电子、太阳能、薄膜等污染控制土壤、植物和矿物分析玻璃、油漆和其他痕迹证据的法医分析材料来源确定学术界、政府和商业企业研究和实验室分析性能指标激光系统最大能量25mJ@ 266nm；能量输出 0-100%可调重现率20Hz，脉宽能量控制光学衰减连续可变光斑大小控制35-250 微米可调(到达样品表面的烧蚀光斑直径)激光光闸自动双光闸，稳定控制激光能量和 LIBS 信号测量激光安全I 级，样品放置区域有滤光器，有激光锁定保护检测器系统谱宽190-1040 nm测量过程不不受环境温度变化的影响分辨率λ/Δλ高达 6000光谱精度优于±0.05nm杂散光抑制探测器门控门延时为0.5ns-1ms分辨率 0.5 ns样品平台系统全自动 XYZ 行程XY 行程 100mmx100mm，Z 行程 35mmXY 行程分辨率 0.2um，Z 行程分辨率 0.2umXY 行程重现率 0.2um，Z 行程重现率 0.2um速度 0.001-20 mm/s气压可控样品放置区域有滤光器，有激光锁定保护功能含高效空气颗粒清洁器具备专配 670 纳米激光协助样品高度自动调整功能双 CMOS 相机，广角用于定位采样区域，高倍成像用于观察某一特定区域。并可在电脑屏幕上实时观察样品烧蚀过程样品池-可充氦气或氩气惰性气体保护 锂电池样品需要保持在无水，无氧的条件下进行测量。测量碳，氮，氧，氢，氟等元素时 样品池需要保持在氦气气氛中。操作软件激光自动采样设置单点、网格、光栅状、线性扫描或用户自定义设置数据处理系统包含谱线自动识别功能、光谱处理功能、LIBS 的强度监测、化学统计功能等元素制图及深度分析控制包含84种元素的Trulibs™ 光谱数据库和LIBS NIST 理论数据库（涵盖所有元素）设置预脉冲个数用来清洗样品表面污染物高度自动化的测量功能元素特征线的自动标定、标准曲线建立（单变量和多变量校准曲线）、主成分回归功能可用于样品分类

J200飞秒激光剥蚀进样系统是ASI公司的技术团队拥有30多年激光剥蚀技术的基础研究经验和LA-ICP-MS方法的研究背景，系统通过非热过程，施加超高激光辐射剥蚀样品，产生的颗粒能在ICP源完全消解，确保在测量过程中获取高精度、稳定的元素或同位素信号，J200LA-fs剥蚀均匀一致，剥蚀的样品颗粒能代表样品的化学特性，无需高度匹配的标准物质，也能进行高精度、定量LA-ICP-MS测量。设备特点：1、测量叶片内部不同部位的元素变化情况以及特定元素的分布情况；2、同步开关确保稳定的ICP-MS等离子体状态；3、两个相机提供广角和放大的样品图像和广角图像呈现；4、自动高度调节传感器、样品室等部件的工作状态；5、系统能完成具有挑战性的化学分析工作；6、确保在测量过程中获取高精度、稳定的元素或同位素信号；7、剥蚀的样品颗粒能代表样品的化学特性，无需高度匹配的标准物质。J200飞秒激光剥蚀进样系统技术指标：激光器工业级高频Ytterbium diode飞秒激光器，343 nm和1030 nm，频率可调10KHz能量控制连续可调光学衰减器，集成激光能量监测单元激光光闸自动光闸保证激光能量稳定激光脉冲能量(激光头输出)150μJ/脉冲 @ 343 nm* ， 1mJ/脉冲 @ 1030 nm激光光斑大小控制3-70微米，结合了自动光束扩展器和狭缝成像光斑大小范围取决于不同设备的型号，可用户自定义光斑大小范围自动X-Y轴100 mm X 100 mm 行程范围，分辨率0.2微米自动Z轴35mm行程范围，Z轴可以实现样品自动高度调整，分辨率0.5微米剥蚀点定位红色激光具有更好的信号精度，ASI的自动对焦技术样品图像高分辨率的双CMOS镜头，用于高倍放大和大视野预览，支持光学变焦样品成像光源泛光LED灯，同轴反射光和透明光源，正交十字光气体控制双路数字流量控制器，可选第三个流量控制器（用于氮气或其他气体）电控两向和三向阀，ASI专利气体控制单元样品室Flex™ 样品室具有系列可更换的垫片，适合不同大小的样品Vertex™ 样品室具有快速冲洗效率和大量样品的运送能力可用户自定义样品固定装置，ASI专利LIBS测量兼容性与ICP-MS通讯在J200和ICP-MS之间实现双向控制LIBS检测器 (仅适用于Tandem系统)Czerny Turner光谱仪 / ICCD检测器仪器软件Axiom LA系统操作软件，ASI专利的TruLIBS™ 发射光谱数据库（用于Tandem系统）Clarity Femto数据处理软件（处理LA-ICP-MS和LIBS的数据，进行定量计算/物质分类）激光安全等级一级激光产品，样品加载区域有光学安全隔离板，激光自锁保护装置系统尺寸70” (长) X 26” (深) X 30” (高) [178cm(长) X 66cm(深) X 76cm(高)] (仅LA主机)75” (长) X 26” (深) X 30” (高) [191cm(长) X 66cm(深) X 76cm(高)] (Tandem+LIBS检测器)重量600 lbs [272Kg](仅LA主机)；600-650lbs[272-295Kg](Tandem+LIBS检测器)供电要求110-240 VAC,50/60 Hz, 5A, 保险10A质保所有硬件和软件质保一年，飞秒激光器质保两年认证CE认证可选项LA升级为Tandem系统延保可签署多年质保和服务协议J200飞秒激光剥蚀进样系统产生的样品颗粒均匀一致，且尺寸分布合理，一般在10-200nm，运输效率高，该设备功能直观、带图形界面，易浏览不同的样品区域，设立灵活的采样方式，用户简单、方便地操作硬件部件，只需简单点击tab键，用户即可检查飞秒激光、气流系统、光模块、3-D操作台、自动高度调节传感器、样品室等部件的工作状态，不同用户组可赋予不同的使用权限，同步开关确保稳定的ICP-MS等离子体状态，防止等离子体火焰喷出。预设阀配置可选择氩气或氦气作为载气或缓冲气。

一、简介Russo博士于2004年创建了美国应用光谱（Applied Spectra，ASI）公司， ASI公司是一家专门研究激光剥蚀及光谱分析技术的高科技公司，研发人员均为美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的科研人员。美国劳伦斯伯克利国家实验室具有80多年LIBS技术的研究经验，致力于激光诱导等离子体光谱和剥蚀技术在化学分析领域的应用和开发。 激光进样系统与等离子体质谱连用，组成LA-ICP-MS系统，对样品的元素组成、元素分布进行检测。可与市面上的普通四级杆质谱仪、飞行时间质谱仪和多接收质谱仪等常见质谱仪联用。 二、技术优势l Q开关，短脉冲Nd:YAG激光器，拥有各种不同波长、不同能量的飞秒或纳秒激光器，可根据您的实际应用需求进行选购；l 创新的模块化系统为独立的LA，LIBS，或LA–LIBS复合系统的配置设计；l 系统传感器，确保激光剥蚀一致性：u 高度自动调整专利技术u 激光能量稳定快门l 双摄像机，一个专用于高倍成像，另一个用于样品表面的广角观察；l 应用光谱Flex样品室带有可互换镶嵌模块，以优化运输气体流量和颗粒冲刷性能；l 紧凑型微集气管设计，以消除脱气和记忆效应；l 双路高精度数字质量流量控制器和电子控制阀门；l 系统软件：u 硬件部件的全面控制与测量自动化u 多功能取样方法：全分析、微区&夹杂物分析，深度分析和元素成像u 用于LA-ICP-MS和LIBS分析的强大数据分析模块l 维护成本低；l 升级为LA-LIBS复合系统简单：u 用于判别和分类分析的LIBS化学计量软件u 满足不同分析要求的三种LIBS检测器选项，LIBS可配置双检测器l 可升级为飞秒激光剥蚀。 三、硬件特点针对双重LA/LIBS性能而设计的紧凑、模块化系统主体包括激光源、激光束传输光学器件、样品室、气体流量控制系统。 自动调整样品高度，保证激光剥蚀的一致性考虑到样品表面的形态变化，采用自动调高传感器。可保持精确的激光聚焦，在所有采样点上提供相同的激光能量，并在所有采样点上实现一致的激光剥蚀。这一创新的传感器特性是由ASI的科学团队开发的一项专利技术。 具有可互换镶嵌模块的Flex样品室，以优化气流和微粒冲洗性能根据测量目的(主要成分分析、包裹体分析、高分辨率深度分析、元素成像等)，有必要对样品室的各个性能指标进行优化，指标包括：冲洗时间、颗粒混合、样品室内的流动特性。Flex样品室的设计能够容纳直径为4英寸的样品，使用一组可互换的顶部和底部镶嵌块来调节气流条件（层流和紊流）和微粒冲洗时间。此外，Flex样品室的设计是为等离子体光提供一个好的视角，从而保证在激光剥蚀过程中进行灵敏的LIBS检测。创新集气管设计采用先进的集气管设计，该设计正在申请专利。大限度地减少了脱气，防止了任何烧蚀颗粒的堆积，并消除记忆效应。容易组装，便于定期清洁输气管道。高精度气体流量控制系统气体控制系统使用两个高精度、数字化质量流量控制器（MFC）和电子控制阀，用于氩气、氦气及补充气体的输送，并精确控制气流，防止等离子体火焰熄灭。预设配置可以选择输送氩气、氦气或补充气体。气体流量控制系统通过双摄像头和先进照明实现样品可视化拥有先进照明系统和高倍光学变焦(高达60X)功能，清晰呈现样品的表面细节。配备双高分辨率CMOS成像摄像机，提供广角视野和高倍成像，以精确地研究精细区域(见下图)。广角视野视图可以保存，并用于定位不同的样品位置，使用高倍镜研究样品。 具有三种独立的照明模式，提高图像质量和对比度：扩散式LED光源，透射光和同轴反射光,光的强度和颜色可控。清晰、高倍放大的样品表面图像同轴光线不同颜色和强度下的样本图像对比三种LIBS检测器可选，扩展了仪器功能三种不同LIBS检测器可选：(1)带有ICCD摄像机的扫描Czerny Turner光谱仪；(2) 配备ICCD摄像机的中阶梯光栅光谱仪；(3)同步六通道CCD光谱仪。做为独立的LIBS仪器系统，可同时配备任意两种检测器。双检测器开辟了新的LIBS检测功能。 四、软件特点直观的图形用户界面（GUI）和强大的数据分析技术Axiom LA具有非常直观、用户友好的界面，可浏览不同的样品区域，并建立灵活的激光采样方案。Axiom LA集成了一个强大的数据分析模块，用于高效分析LIBS光谱和时间分辨ICP-MS信号。 轻松地创建复杂的激光取样模式Axiom LA有一个大窗口，清晰、详细的显示样品图像。分析人员可以在样品图像上编辑任意的激光采样模式，包括直线、曲线、随机点、网格点和预先编辑的任意图案。即使是复杂形状的采样区域也可以用图案生成工具突出显示，并精确地分析元素或同位素含量。使用Axiom LA生成采样模式并创建检测自动化的方案双摄像系统轻松导航定位样品激光剥蚀进样系统配备两个摄像头，向分析人员提供样品的广角视野和高倍成像。Axiom允许用户先获取样品的广角视图，然后使用保存的图像导航不同的样品位置，观察高倍放大的选定点。 智能气流控制，大限度地获取ICP-MS等离子体的稳定性和分析性能Axiom系统软件具备智能输送和补充气控制功能，允许对每种气体进行设置，气体流量阀的高度同步开关，提供稳定的ICP-MS等离子体条件。预设阀配置可选择氩气或氦气作为输送气或补充气。 从时间解析的ICP-MS信号到完整的定量结果Clarity软件是ICP-MS数据管理和分析工具，分析者可以选择感兴趣的同位素并显示它们的时间分辨ICP-MS信号以进行比较分析，可以轻松地估计集成强度和RSD值。同时，时间分辨ICP-MS信号也可以非常流畅，并且可以轻而易举地获得TRSD（时间相对标准偏差）统计学数值。上图：在时间分辨ICP-MS信号中选择感兴趣的同位素比较显示和定义时间集成范围右图：用于TRSD评估的平滑的时间分辨ICP-MS信号质谱和LIBS光谱的产生通过计算同位素ICP-MS强度，Clarity复合系统分析软件根据微量元素信息生成代表样品化学指纹的质谱图。LIBS光谱根据主要和次要元素提供特征信息。Clarity复合系统分析软件可借助LIBS光谱和质谱，提供关于主要、次要和微量元素最全面的化学信息。玻璃样品的宽LIBS光谱Clarity复合系统分析软件检测同位素时所产生的质谱用于定量分析的功能强大的校准模型使用Clarity复合系统分析软件，分析人员可应用单变量或多变量校准模型进行最准确的定量分析。 另外，它使用完整的或特定范围的LIBS光谱、质谱图，分析人员可创建谱库，构建有效、多元的校准模型，以准确检测未知样品的元素浓度。玻璃样品的LA-ICP-MS Li元素校准曲线有效的数据可视化和样品分类复合系统软件允许分析人员执行主成分分析（PCA），并可观察从样品中收集到的一组LIBS光谱和质谱之间的差异。同时，该软件提供名为“光谱学习”（Spectralearn）的可选软件模块。 基于偏最小二乘法判别分析（PLS-DA），“光谱学习”模块将LIBS光谱和质谱作为样品的特征谱图储存在谱图库中。 获得的任何有疑问的物质谱图都可以与谱图库进行匹配，以获得高度有效的样品ID。10个BAS钢标样的PCA可视图(401至410)使用DepthTracker&trade 元素的快速深度剖析在固定点重复激光采样，Clarity LIBS分析软件中的DepthTracker&trade 能瞬时监测所选元素的LIBS发射峰值强度，揭示不同样品深度处元素组成的变化。DepthTracker&trade 对于确定样品表面的污染物、执行涂层分析、了解薄膜结构以及识别位于其下方的夹杂物是一项非常有价值的功能。结构薄膜的深度剖面功能强大的2D/3D元素制图Clarity复合系统分析软件提供了一个集成制图模块，可将LIBS强度和时间分辨的ICP-MS信号转换为选定元素的非常详细的2D/3D图。能够将整个周期表中的所有元素从ppb到%的浓度范围可视化。名片上印刷油墨的2D图（LIBS检测C、H，LA-ICP-MS检测Mg, Al, Ti, Sr）