高性能一体式Libs元素分析仪

一、产品简介

高性能一体式LIBS元素分析仪是旗舰产品，集成激光器、八通道高分辨率光谱仪、激发探测光谱探头、XYZ高精度电控位移台、宏观/显微成像、触发延迟控制器及专业版光谱采集分析软件等核心模块，可实现多模态光谱的同步采集与融合分析，具备 高的功能扩展性与应用灵活性，代表了一体式LIBS元素分析仪的高性能水准。

高性能款在标准款基础上进一步突破：光谱仪升级为八通道，波长范围扩展至λ=180-1045nm（较四通道覆盖更宽波段，可检测更多元素谱线），分辨率≤0.2nm；样品台定位精度提升至0.5μm（较标准款2μm提升4倍），行程范围50×50×75mm，具备Mapping扫描测量与选点定位功能，可控制激发探测光路探头自动对焦；配备双镜头样品成像系统，实现宏观与微观双模成像，微区光斑小可达15μm；激光能量电动可调；配备专业版软件支持全功能分析；可选配拉曼/可见近红外/荧光光谱融合联用模块。

高性能款凭借八通道宽波段光谱覆盖与0.5μm超高定位精度，专为对元素分析精度、波长覆盖范围与空间分辨率有 致要求的高端科研与工业应用而设计，广泛适用于复杂基体样品分析、稀土元素检测、深紫外元素分析、高精度矿物识别、新能源材料痕量元素分析等前沿领域。

二、技术原理

2.1 LIBS技术原理

LIBS（Laser-Induced Breakdown spectroscopy，激光诱导击穿光谱）是一种基于原子发射光谱的元素分析技术。其基本原理是：通过超短脉冲激光聚焦于样品表面，在焦点处产生瞬时高温（上万度）和高密度等离子体；等离子体在冷却过程中，处于激发态的原子和离子跃迁回基态，发射出包含元素特征信息的发射光谱；通过高分辨率光谱仪采集并解析这些特征谱线，即可实现对样品中元素组成的识别、定性及定量分析。

整个分析过程无需复杂制样，毫秒级即可完成单次测量，可实现微区、原位、几乎无损的快速元素检测。

2.2 系统组成

一体式LIBS元素分析仪主要由以下核心模块构成：

• 激光器：提供高能量脉冲激光，激发样品产生等离子体（标准配置Nd-YAG 1064nm、100mJ激光器，可选其他配置）

• 高分辨率光谱仪：采集等离子体发射光谱，覆盖宽波段范围，实现多元素同时检测

• 激发探测光谱探头：聚焦激光并收集等离子体光信号的光学模块

• XYZ电控位移台：承载样品并实现精确定位与扫描，支持Mapping面扫描测量

• 宏观/显微成像系统：双镜头配置，实现大视野宏观观察与微区精确定位

• 触发延迟控制器：精确控制激光触发与光谱采集的时序，优化信噪比

• 光谱采集分析软件：实现数据采集、元素识别、定量建模与结果输出等全流程智能化分析

三、产品技术优势

3.1 核心技术优势

• 八通道宽波段光谱覆盖：八通道光谱仪波长范围λ=180-1045nm，较四通道（180-810nm）覆盖更宽波段，可捕获更多元素特征谱线，特别适用于稀土元素、重金属及深紫外区元素的高精度检测

• 0.5μm超高定位精度：样品台自动定位精度高0.5μm，较标准款2μm提升4倍，可实现更精细的微区分析与高密度Mapping扫描

• 元素分析范围广泛：覆盖元素周期表中几乎所有元素，可精准检测碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、锂（Li）、铍（Be）、硼（B）等轻元素，多数元素检出限可达10-100ppm量级

• 系统模块化设计：用户可根据需求灵活配置激光器、三维电控位移台、高分辨率多通道光谱仪、激发探测光谱探头、宏观/显微成像等功能模块，各核心模块支持软件全自动控制

• 多源光谱融合+灵活扩展：创新实现LIBS与拉曼、可见近红外、荧光光谱技术的同步融合同步测量，引入多尺度视觉导航、高精度自动对焦与Mapping、红外光谱复合检测，从“提供分析工具”升级为“提供自动化智能分析工作站”

• 微米级深度分析与三维Mapping：支持微米级别深度分析和三维Mapping立体绘图，实现从微观分析到宏观分析的定向灵活定点精确分析

• 智能化专业版软件：支持全功能光谱采集控制、元素寻峰匹配识别、在线浓度预测、定量建模分析（峰高法、峰面积法、峰高比、峰面积比）、光谱预处理、基体效应校正、多元素同时定量、自定义建模定标、机器学习/深度学习算法接口等

• 无需复杂制样、快速安全：分析速度快毫秒级，无需反应试剂，更环保更安全，安全可靠无辐射危害

3.2 宏观/显微双模成像系统

高性能款配备双镜头样品成像系统，实现微区与宏观区域同步观测：

• 宏观成像：广角镜头用于大视野观察，像素分辨率2448×2048，彩色成像，观测视野50×50mm，像面尺寸2/3″ cmos

• 微观成像：高倍放大镜头用于微观精确定位，像素分辨率2600×2160，黑白成像，12X连续变倍光路、50倍数微区拍摄，焦距45mm，数值孔径0.15，微区光斑可达15μm，具备LED补光照明与备选点定位测量功能

3.3 专业版光谱采集分析软件（LIBS-SCI）

高性能款配备专业版软件，支持双激光指示成像对焦与三维位移联动控制、相机图像采集显示、实时动态对焦、Mapping面扫描（高1万个配置点）、光谱信号预处理（背景校正、基线修正、峰强度标准化）、环境与基体效应校正、多元素同时定量（光谱解混算法）、自定义建模定标（线性/多项式拟合、峰比值/峰面积计算）、结果输出验证、机器学习/深度学习算法接口、图像识别分区打点与浓度渲染等全部功能。结合八通道宽波段数据与0.5μm超高精度，可实现复杂样品的高精度全谱定量分析。

四、产品应用

高性能一体式LIBS元素分析仪具备八通道180-1045nm宽波段光谱覆盖、0.5μm超高定位精度、15μm分析光斑、Mapping面扫描、宏观/显微双模成像及专业版全功能定量分析软件，专为对元素分析精度、波长覆盖范围与空间分辨率有要求的高端科研与工业检测场景而设计。以下为与高性能款技术参数相匹配的典型应用领域：

4.1 稀土元素与痕量元素高精度分析

八通道光谱仪覆盖180-1045nm宽波段，可捕获稀土元素（如La、Ce、Y、Nd等）在深紫外及近红外区域的丰富特征谱线。结合0.5μm超高定位精度与多元素同时定量算法，高性能款可实现对复杂基体中稀土元素及痕量元素的高精度定量分析，适用于稀土矿产勘探、稀土材料研发与痕量杂质检测。

4.2 复杂矿物精细识别与全谱分析

高性能款凭借宽波段覆盖与超高定位精度，可对复杂矿物样品进行全谱元素识别与高密度Mapping扫描，生成元素平面浓度分布图与三维Mapping立体绘图，实现矿物种类精细识别、元素赋存状态判定与矿化边界精准圈定。特别适用于多金属共生矿、伴生矿等复杂地质样品的深度分析。

4.3 新能源电池材料痕量杂质分析

高性能锂离子电池对电 材料纯度要求 高，痕量杂质元素显著影响电池性能与安全性。高性能款八通道宽波段覆盖可检测更多痕量元素谱线，0.5μm定位精度可实现微区痕量杂质定位分析，为锂电池正负 材料、电解质材料的痕量杂质检测与品质控制提供 致精度保障。

4.4 高精度地质岩心数字化归档

高性能款可作为岩心数字化解决方案的核心检测设备，以“LIBS+红外高光谱+可见光”为技术底座，实现岩心从数据采集到智能解析的一体化闭环。0.5μm定位精度与八通道宽波段覆盖可生成超高分辨率元素分布图，结合专业版软件的矿物识别与岩性分类算法，实现岩心“形貌-元素-矿物”全维度自动化分析。

4.5 中药材复杂元素体系全谱分析

中药材元素组成复杂，涉及主量、微量与痕量多种元素。高性能款八通道宽波段覆盖可同步捕获更多元素谱线，结合多元素同时定量算法，可建立更完整的中药材元素指纹图谱，为中药材品质评价、功效关联研究与真伪鉴别提供更全面的元素数据支撑。

4.6 环境监测与土壤重金属精准定量

土壤重金属污染监测对检测精度与元素覆盖范围要求高。高性能款宽波段覆盖可检测更多重金属元素及其不同价态谱线，0.5μm定位精度与Mapping功能可生成超高分辨率污染分布图，结合基体效应校正算法，实现土壤重金属的精准定量分析与空间分布表征。

4.7 冶金与合金成分精确分析

高性能款可对基体材料中微量元素进行高精度定量分析，如钢材中的铬、铝合金中的镁、玻璃中的铁等。八通道宽波段覆盖与0.5μm定位精度可实现合金中微量元素的精确测定与微区偏析分析，为冶金质量控制与合金研发提供高精度数据支撑。

4.8 文化遗产保护与文物精细分析

高性能款几乎无损的检测特性、0.5μm超高定位精度与宽波段覆盖，使其适合对珍贵文物进行微区精细元素分析，可识别文物釉色、颜料、胎体等不同区域的元素组成，为文物断代、产地溯源与修复方案制定提供高精度科学依据，大限度保护文物完整性。

4.9 石油焦与煤炭关键元素全谱检测

高性能款八通道宽波段覆盖可同步检测石油焦与煤炭中更多关键元素（如C、H、O、N、S等轻元素及Fe、Cu等杂质元素），结合专业版定量模型，为石油焦质量控制分级与煤质灰分元素分析提供更全面的元素数据，保障新能源与煤化工高端应用中的材料性能与可靠性。

五、产品数据

5.1 主要技术指标

5.2 LIBS典型检出限

LIBS技术对不同元素的典型检出限如下：

• Li、Be、B、Na、Mg、Al、K、Ca 等元素：> 10ppm（即 0.001%）

• Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo 等元素：> 100ppm（即 0.01%）

• C、N、O、P、Si 等元素：> 200ppm（即 0.02%）

• F、Cl、Br、S 等元素：> 0.5%

5.3 适用样品类型

包括但不限于：金属合金、矿物、珠宝、陶瓷、半导体材料、化石燃料、土壤、植物、中草药以及各种固体复合材料；包括但不限于粉末样品（需压片）如金属粉末、矿粉、药粉等。可检测化学周期表上大部分元素，适用于材料科学、地质学和环境研究，无需复杂预处理。