透過使用 SciAps 進行快速、準確且非破壞性的元素分析，推進材料特性分析
雷射誘發擊穿光譜 (LIBS) 是一項尖端分析技術，可在各種材料與產業中進行快速且非破壞性的元素分析。LIBS 透過使用聚焦的雷射脈衝產生電漿，並分析放射的光譜，為採礦、製造、環境監控與製藥等產業提供即時洞察。
它的優點包括多元素偵測、最低限度的樣品製備，以及對嚴苛環境的適應性，但仔細校正與資料解讀至關重要。隨著儀器與資料分析的不斷進步，LIBS 有望在科學和產業應用中進一步增強材料特性分析與品質保證。
包括 SciAps Z 系列在內的現代儀器，體現了製造商如何運用 LIBS 技術，在最少手動介入的情況下，滿足其分析需求。這些發展可穩健地整合到產業與研究工作流程中，進而將範圍與實用性拓展到實驗室範圍之外。
雷射誘發擊穿光譜 (LIBS) 是一項光發射光譜學技術，可使用聚焦的高能量雷射脈衝對材料表面的微小部分進行燒蝕與離子化。奈秒級脈衝會產生微量電漿，並在其於數微秒內冷卻時發射出光。這些放射光譜包含所含元素的離散特徵光譜線，進而產生獨特的元素指紋圖譜。
LIBS 作為實驗室主流技術已有超過 30 年的歷史，幾乎可以偵測元素週期表中的所有元素。微型化的進步促成了手持式分析儀的誕生，使其能夠在現場提供實驗室等級的元素識別。典型手持式系統採用脈衝雷射，每秒數十個脈衝，每個脈衝數毫焦耳，且聚焦於直徑約為 50–100 µm 的光斑。內建光譜儀會記錄來自電漿的紫外光、可見光與近紅外線光，而軟體會將測量的光線與參考資料庫進行比較，並套用校正模型來量化濃度。
這項技術能夠提供快速、可重複的測量：電漿發射本身僅持續數微秒時間，一旦訊號處理完成，即可實現近乎即時的分析。LIBS 同時具備輕微破壞性—每次測量都只會去除微量材料—使其對於樣品保存很重要的應用而言極具價值，例如文化遺產研究、微量元素測繪、環境監控與產業品質控制。憑藉在些微樣品製備或沒有樣品製備的情況下分析固體 (且在適當設定後，可以分析粉末、液體與氣體) 的能力，LIBS 可在單一平台中結合速度、多功能性與廣泛的元素覆蓋範圍。
雷射誘發擊穿光譜 (LIBS) 透過向樣品發射脈衝的聚焦雷射，產生極少的電漿，來測量元素組成。在電漿冷卻時，原子會發射出每個元素獨特波長的光。
SciAps 手持式儀器會在其精巧且現場就緒的儀器中使用此原理。
針對鹽水與其他液體，Z-9 Liquidator 可與 Z-903 搭配使用，提供快速的現場分析。只需要 1–2 mL 的樣品。液體經霧化形成細微霧滴後，Z-903 可在數秒內對其進行分析，並在連接的平板電腦或 PC 上報告鋰及其他關鍵元素，不需要任何稀釋。
為速度與堅固性而設計的 Z-70，是單一光譜儀分析儀 (≈190–625 nm，或在合金模式下 ≈200–420 nm)，專為快速合金分類與材料識別所打造。它的高能量 6 mJ 雷射可穿透油漆、氧化與陽極氧化層，而內部氣泵可保持窗潔淨且纖細的探頭可適應狹窄的空間。
綜合優點
在整個 Z 系列中，SciAps 結合了可攜式設計、堅固的光學元件與選用的氬氣吹掃，可在現場提供實驗室級的元素資料。從偵測鋼中的碳到測量鹽水中的鋰或執行完整光譜的礦物分析，這些儀器展示了手持式 LIBS 可以如何為例行性與嚴苛應用提供快速、準確的結果。
雷射誘發擊穿光譜 (LIBS) 作為一種極具多功能性的分析技術，在無數產業領域展現其廣泛影響力。透過採用快速、現場元素分析與功能強大的光發射光譜學，LIBS 可為採礦、環境科學、製藥與冶金等不同領域提供關鍵洞察。
從現場的岩石特性分析到製造中的品質保證。LIBS 可為例行性操作與開創性研究提供效率、準確性與適應性。探索 LIBS 的產業應用，可揭示這項雷射技術所蘊含的真正變革性力量。
在整個採礦業中，LIBS 廣泛用於快速識別岩石與礦物。具有完整光譜涵蓋範圍 (190–950 nm) 的 SciAps 分析儀 (像是 Z-903)，可讓地質學家直接在取樣點識別出鋰、稀土與金等關鍵元素。傳統方法需要將樣品運送回實驗室，造成延遲與潛在的處理損失。然而，SciAps Z 系列裝置可讓現場團隊透過雷射燒蝕與放射光譜，立即執行化學分析。採礦公司現在部署 SciAps Z-903 來偵測鋰輝石中的鋰、評估稀土含量，或現場驗證礦石品質，進而加速勘探策略並降低營運風險。
冶金與製造業轉向採用 LIBS 來進行合金驗證、雜質偵測與品質控制。SciAps Z-902 Carbon 專為測量鋼與合金中的碳而設計，是一項突破性工具，適用於需要快速又精準的碳定量的冶金專家。同時，SciAps Z-901 與 Z-70 可為例行性合金分類以及航太、汽車與高效能材料驗證，提供靈活的解決方案。這些儀器能夠提供快速且可重現的結果，同時耗用最少量的樣品，保持生產線持續運轉。透過進階內建軟體，它們也可採用機器學習來偵測可能會影響材料完整性的細微光譜變化。
SciAps LIBS 分析儀非常適合用於測量碳 (包括 L 級不鏽鋼)，以及 XRF 分析儀無法測量的其他低原子序元素。它們用來確保管道與反應容器等製藥設備由正確的材料製成，進而防止造成污染並確保製程安全。
鑑識科學實驗室使用 LIBS 分析精細的證據，包括玻璃碎片、槍擊殘留物、油漆與墨水。SciAps Z-903 廣泛的光譜範圍可讓鑑識科學家從微量材料建立詳細的化學指紋圖譜，進而高度自信地將樣品與其來源聯繫起來。由於 LIBS 只需要一個微小的燒蝕光斑，因此 SciAps 裝置會保留絕大多數的鑑識科學證據，這在材料有限或無可替代的調查中是一個關鍵因素。
隨著對鋰離子電池的需求增長，LIBS 在品質保證中扮演著核心角色。SciAps Z-903 廣泛的覆蓋範圍使其特別適用於分析電極中鋰的分佈、識別缺陷，以及驗證分離器薄膜的均勻性。這些洞察有助於電池製造商在最終組裝之前提高一致性並減少缺陷，進而直接影響能源儲存系統的效能與安全。
LIBS 越來越多地應用於食品安全、品質保證與營養監控。SciAps 分析儀 (像是 Z-903) 可提供農產品的全方位元素分析，進而偵測鈣、鉀與鎂等營養成分，以及鉛或鎘等污染物。憑藉手持式便攜性，食品製造商與監管機構可現場測試產品，進而減少對場外實驗室的依賴並確保實現對安全疑慮的快速回應。
LIBS 的其中一項優勢在於，其可對幾乎任何樣品 (固體、液體或氣體) 進行快速現場分析，而無需進行繁複的製備。這項能力標誌著它在定性和定量分析以及光發射光譜學領域，較傳統方法取得了重大飛躍。由於分析依賴於直接雷射燒蝕與誘發的電漿，因此可在數秒內獲得結果，進而能夠在採礦、冶金、環境修復與品質保證製造線等環境中，實現高通量篩檢、製程監控與即時決策。
另一個關鍵優勢在於技術的微侵入性。在每個雷射脈衝期間，都只會對樣品的微觀部分進行燒蝕，使得 LIBS 對於藝術、考古學與鑑識科學中稀有、無可替代或敏感的材料而言特別有價值。正如先前所強調，這種溫和而全面的方法意味著可以同時實現樣品保存與高資料保真度，這在破壞性測試不可行時，是非常重要的組合。透過現代軟體快速調整分析參數，使得 LIBS 的適應性同樣突出，這也意味著相同系統可以在數分鐘內處理各種材料與樣品 morphologi。
憑藉寬頻發射光譜學一次捕捉多條光譜線，LIBS 可在單一脈衝中實現多元素偵測。這可顯著提高效率，適用於必須同時監控多種污染物或成分標記的應用，例如在環境分析或複雜工業合金中。此外，透過採用進階多變量分析、機器學習與精密的校正例行程序，LIBS 甚至可以將複雜或重疊的 LIBS 光譜轉化為可靠、可據以行動的資訊，這是其能夠在例行性與高風險分析工作流程中持續獲得採用的主要原因之一。
