Разработка высокоскоростной системы визуализации методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии с частотой дискретизации пикселей, превышающей 2000 Гц

Zhang S.; Xu B.; Chen F.; Chen Y.; Wu H.; Wang G.

Разработка высокоскоростной системы визуализации методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии с частотой дискретизации пикселей, превышающей 2000 Гц

Zhang S. , Xu B. , Chen F. , Chen Y. , Wu H. , Wang G.

2026

Для обеспечения более быстрой и экономичной альтернативы элементной визуализации разработана система высокоскоростной визуализации методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии, в которой интегрированы волоконный лазер с высокой частотой повторения импульсов, гальванометрический сканер, F-Theta линза и высокоскоростной спектрометр. Путем оптимизации параметров прибора и лазера/спектрометра спектральный сигнал значительно улучшен по сравнению с полученным с помощью исходной системы. Пределы обнаружения для Cu, Mg, Mn, Si и Cr составили 422.6, 361.3, 256.4, 481.9 и 300.3 мкг/г соответственно. После настройки параметров гальванометрического сканера достигнута максимальная частота дискретизации пикселей 2013 Гц. С помощью системы визуализации исследован реальный образец горной породы, в результате определено распределение девяти элементов – Mg, Al, Si, K, Li, O, Sr, Fe и Na – в соответствии с различными цветовыми областями на изображениях, что подтверждает работоспособность разработанной высокоскоростной системы визуализации.

Zhang S. , Xu B. , Chen F. , Chen Y. , Wu H. , Wang G. Разработка высокоскоростной системы визуализации методом лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии с частотой дискретизации пикселей, превышающей 2000 Гц. Журнал прикладной спектроскопии. 2026;93(2):295-1-295-11.

Цитирование

Список литературы

1. A. Limbeck, L. Brunnbauer, H. Lohninger, P. Pořízka, P. Modlitbová, J. Kaiser, P. Janovszky, A. Kéri, G. Galbács, Anal. Chim. Acta, 1147, 72–98 (2021), https://doi.org/10.1016/j.aca.2020.12.054.

2. P. Modlitbová, P. Pořízka, J. Kaiser, TrAC – Trends Anal. Chem., 122, 115729 (2020), https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.115729.

3. L. Jolivet, M. Leprince, S. Moncayo, L. Sorbier, C.P. Lienemann, V. Motto-Ros, Spectrochim. Acta, Part B: At. Spectrosc., 151, 41–53 (2019), https://doi.org/10.1016/j.sab.2018.11.008.

4. V. Gardette, V. Motto-Ros, C. Alvarez-Llamas, L. Sancey, L. Duponchel, B. Busser, Anal. Chem., 95, 49–69 (2023), https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c04910.

5. B. Busser, S. Moncayo, J.-L. Coll, L. Sancey, V. Motto-Ros, Coord. Chem. Rev., 358, 70–79 (2018), https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.12.006.

6. H.-M. Kuss, H. Mittelstädt, G. Müller, C. Nazikkol, Anal. Lett., 36, 659–665 (2003), https://doi.org/10.1081/AL-120018255.

7. H. Bette, R. Noll, J. Phys. D, Appl. Phys., 37, 1281–1288 (2004), https://doi.org/10.1088/0022-3727/37/8/018.

8. N. Reinhard, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications, 1st ed., Springer, New York, 387–399 (2018).

9. J. O. Cáceres, F. Pelascini, V. Motto-Ros, S. Moncayo, F. Trichard, G. Panczer, A. Marín-Roldán, J. A. Cruz, I. Coronado, J. Martín-Chivelet, Sci. Rep., 7, 5080 (2017), https://doi.org/10.1038/s41598-017-05437-3.

10. C. Fabre, D. Devismes, S. Moncayo, F. Pelascini, F. Trichard, A. Lecomte, B. Bousquet, J. Cauzid, V. Motto-Ros, J. Anal. Atom. Spectrom., 33, 1345–1353 (2018), https://doi.org/10.1039/C8JA00048D.

11. S. Moncayo, L. Duponchel, N. Mousavipak, G. Panczer, F. Trichard, B. Bousquet, F. Pelascini, V. Motto-Ros, J. Anal. Atom. Spectrom., 33, 210–220 (2018), https://doi.org/10.1039/C7JA00398F.

12. E. V. A. Tercier, C. Alvarez-Llamas, C. Fabre, S. Hermelin, B. Soula, F. Trichard, C. Dujardin, V. Motto-Ros, Spectrosc., 38, 34–38 (2023), https://doi.org/10.56530/spectroscopy.sr2771p7.

13. C. Alvarez-Llamas, A. Tercier, C. Ballouard, C. Fabre, S. Hermelin, J. Margueritat, L. Duponchel, C. Dujardin, V. Motto-Ros, J. Anal. Atom. Spectrom., 39, 1077–1086 (2024), https://doi.org/10.1039/D3JA00438D.

14. R. Guerrini, C. Alvarez-Llamas, L. Sancey, V. Motto-Ros, L. Duponchel, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 227, 107167 (2025), https://doi.org/10.1016/j.sab.2025.107167.

15. K. Rifai, F. Doucet, L. Özcan, F. Vidal, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 150, 43–48 (2018), https://doi.org/10.1016/j.sab.2018.10.007.

16. M. Baudelet, C. C. C. Willis, L. Shah, M. Richardson, Opt. Express, 18, 7905–7910 (2010), https://doi.org/10.1364/OE.18.007905.

17. J.-F. Y. Gravel, F. R. Doucet, P. Bouchard, M. Sabsabi, J. Anal. Atom. Spectrom., 26, 1354–1361 (2011), https://doi.org/10.1039/C0JA00228C.

18. I. Y. Elnasharty, F. R. Doucet, J.-F. Y. Gravel, P. Bouchard, M. Sabsabi, J. Anal. Atom. Spectrom., 29, 1660–1666 (2014), https://doi.org/10.1039/C4JA00099D.

19. Q. Zeng, L. Guo, X. Li, M. Shen, Y. Zhu, J. Li, X. Yang, K. Li, J. Duan, X. Zeng, et al., J. Anal. Atom. Spectrom., 31, 767–772 (2016), https://doi.org/10.1039/C5JA00453E.

20. Z. Xu, B. Xu, X. Peng, Y. Qin, X. Yan, X. Liao, N. Zhang, Q. Lai, J. Li, Q. Zhang, J. Anal. Atom. Spectrom., 36, 2501–2508 (2021), https://doi.org/10.1039/D1JA00188D.

21. Z. Lin, N. Zhang, Z. Xu, J. Liao, H. Yuan, E. Chenshen, J. Liu, J. Li, N. Zhao, Q. Zhang, J. Anal. Atom. Spectrom., 37, 2082–2088 (2022), https://doi.org/10.1039/D2JA00200K.

22. B. Xu, Z. Lin, Z. Xu, X. Yan, X. Peng, C. Li, Y. Qin, J. Li, N. Zhao, Q. Zhang, J. Anal. Atom. Spectrom., 38, 1032–1042 (2023), https://doi.org/10.1039/D2JA00345G.

23. L.-B. Guo, X. Cheng, Y. Tang, S.-S. Tang, Z.-Q. Hao, X.-Y. Li, Y.-F. Lu, X.-Y. Zeng, Spectrochim. Acta, Part B: At. Spectrosc., 152, 38–43 (2019), https://doi.org/10.1016/j.sab.2018.12.007.

24. V. P. Veiko, V. N. Lednev, S. M. Pershin, A. A. Samokhvalov, E. B. Yakovlev, I. Y. Zhitenev, A. N. Kliushin, Rev. Sci. Instrum., 87, 063114 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4953886.

25. Z. Xiong, Z. Hao, X. Li, X. Zeng, J. Anal. Atom. Spectrom., 34, 1606–1610 (2019), https://doi.org/10.1039/C9JA00078J.

26. X. He, B. Chen, Y. Chen, R. Li, F. Wang, J. Anal. Atom. Spectrom., 33, 2203–2209 (2018), https://doi.org/10.1039/C8JA00261D.

27. X. He, R. Li, Y. Chen, Appl. Opt., 58, 8522–8528 (2019), https://doi.org/10.1364/AO.58.008522.

28. Y. Jiang, R. Li, Y. Chen, J. Anal. Atom. Spectrom., 34, 1838–1845 (2019), https://doi.org/10.1039/C9JA00169G.

29. J. Kang, Y. Chen, R. Li, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 161, 105711 (2019), https://doi.org/10.1016/j.sab.2019.105711.

30. Y. Wang, Y. Chen, R. Li, J. Kang, J. Gao, J. Anal. Atom. Spectrom., 36, 314–321 (2021), https://doi.org/10.1039/D0JA00398K.

31. H. Kim, J. Lee, E. Srivastava, S. Shin, S. Jeong, E. Hwang, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 184, 106282 (2021), https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106282.

32. R. Noll, C. Fricke-Begemann, F. Schreckenberg, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 181, 106213 (2021), https://doi.org/10.1016/j.sab.2021.106213.

33. W. Wang, L. Sun, Y. Lu, L. Qi, W. Wang, H. Qiao, Opt. Laser Technol., 145, 107481 (2022), https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2021.107481.

34. R. Zha, Y. Bai, L. Yu, B. Li, J. Zhou, Appl. Opt., 61, 2147–2154 (2022), https://doi.org/10.1364/AO.450521.

35. S. Zhang, Q. Xiao, F. Chen, Y. Chen, H. Wu, G. Wang, Appl. Opt., 64, 1800–1808 (2025), https://doi.org/10.1364/AO.542070.

36. P. Yaroshchyk, J. E. Eberhardt, Spectrochim. Acta, Part B: Atom. Spectrosc., 99, 138–149 (2014), https://doi.org/10.1016/j.sab.2014.06.020.

Источник

Информация

Автор

Zhang S. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж
Xu B. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж
Chen F. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж
Chen Y. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж
Wu H. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж
Wang G. Научно-исследовательский центр инженерных разработок в области натуральной космецевтики, Университет провинции Фуцзянь, Школа общественного здравоохранения и медицинских технологий, Сямэньский медицинский колледж

Страницы

295-1-295-11

Год издания

2026

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии