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，主流设备还是国外的产品。在锂电时代来临之际，国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），半导体堆栈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）。堆栈泵浦的激光器由于存在功耗高，工作温度范围小，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为工作物质的1535nm激光器，由于其特殊性能，已在军事领域等恶劣环境下得到广泛应用，同时也受到了LIBS手持设备商和行业从业者广泛关注。为了验证1535nm铒玻璃激光器在LIBS领域应用性能，杏林睿光做了如下的应用验证试验。

01

激光器激发性能验证

以一款杏林睿光1535nm 1mj 10Hz 7ns脉宽的1535nm激光器为例，激光峰值功率为143.8kW，当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激发条件。

典型光束质量TEM00

激光器脉宽7ns

02

1064nm和1535nm激光器激发效果对比试验

本试验选择4种激光激发黄铜样品，对比分析各种激光器在LIBS光谱数据上的差异。

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 黑色谱线

激发的光谱数据对比图如下：

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激发LIBS时，光谱数据基本一致。说明1535nm与1064nm在激发效果上没有差异。

03

1535nm激光器在轻金属矿石激发效果测试

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：

北京杏林睿光 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激光可以有效的激发出Be元素特征谱线。可以实现矿石成分的检测。

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设备上有广阔的应用前景。

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工作（-40~65℃工作），且功率稳定性高。

其次，激光器可以采用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，一个典型的1mJ激光器，激光头重量不超过20g。激光器可以加装PD，检测出光并触发采集设备。

北京杏林睿光 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20 x40mm以内。适合长时间野外使用。

以上特点，再加上1535nm处在人眼安全波段，极大降低了仪器使用中的激光安全风险。以1535nm铒玻璃激光为光源的LIBS手持设备，正在受到国内外仪器设备商的关注。

北京杏林睿光科技有限公司成立于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应用领域为广大用户提供支持。

推荐使用的两款铒玻璃激光器产品：

北京杏林睿光科技有限公司成立于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。

公司拥有庞大的富有创新精神的工程技术团队，经过多年的技术积累和工艺沉淀，杏林睿光在激光器设计、芯片封装、器件封装、系统集成等方面收获了较为专业的能力，已成功完成了多项科技创新项目和型号装备项目，并获得了多项资质认证、专利著作和产品认证。

该公司在分析仪器、医疗美容、雷达测距、激光加工、科研教学等多个领域为广大客户提供了诸多具有创新性和竞争力的产品，同时可根据客户的需要，提供定制化的整体解决方案和优质的服务。