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LTB Lasertechnik in Berlin GmbH - LIBS Systeme





Year of introduction
Status	available
Company	LTB Lasertechnik in Berlin GmbH
Categories	Spectrometer ( Atom. ): AES: LIBS
Basierend auf seinen Echelle-Spektrometern ARYELLE, ARYELLE-Butterfly und DEMON hat LTB komplette mobile Systeme für die Elementanalyse mittels Laser-induzierter Plasmaspektroskopie entwickelt. Diese Systeme finden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bei der Materialanalyse und Prozesskontrolle, z. B. bei der Herstellung und Charakterisierung von Stahl, Aluminium, Glas, Keramik und Beton sowie in der Geologie, der Gemmologie, der Umweltanalytik und der Sicherheitstechnik. Einige der genannten Anwendungen machen es aufgrund der komplexen Prozessbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, notwendige Schutzmaßnahmen, Prozessgeschwindigkeit) zunehmend erforderlich, berührungslos in einem Sicherheitsabstand zu messen. Deshalb hat LTB auch ein Remote-LIPS-System entwickelt, das es ermöglicht, aus einer Entfernung bis zu einigen Metern zu arbeiten. Spektrometerkonzept Laser-induzierte Plasmaspektroskopie, LIPS, Ist eine analytische Methode, welche die Laserablation und die nachfolgende Atomemission des Plasmas zur Elementanalyse nutzt. Laserablation ist gegenwärtig die einzige elementanalytische Methode, die eine direkte Probennahme von allen Arten von Material ohne Probenvorbereitung ermöglicht. Somit ermöglicht LIPS eine Multielementanalyse von nahezu allen Arten von Material (Feststoffe, Flüssigkeiten, Gase) durch Atomemissionsspektroskopie bei der Auswahl der Meßwellenlängen. Die Einkopplung der Strahlung in das Spektrometer erfolgt über eine SMA-Faser-Einkopplung oder durch eine reine Reflexions-Transferoptik. LIBS Systeme für die qualitative und quantitative Elementanalyse Basierend auf seinen Echelle-Spektrometern ARYELLE, ARYELLE-Butterfly und DEMON hat LTB komplette mobile Systeme für die Elementanalyse mittels Laser-induzierter Plasmaspektroskopie entwickelt. Diese Systeme finden vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bei der Materialanalyse und Prozesskontrolle, z. B. bei der Herstellung und Charakterisierung von Stahl, Aluminium, Glas, Keramik und Beton sowie in der Geologie, der Gemmologie, der Umweltanalytik und der Sicherheitstechnik. Einige der genannten Anwendungen machen es aufgrund der komplexen Prozessbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, notwendige Schutzmaßnahmen, Prozessgeschwindigkeit) zunehmend erforderlich, berührungslos in einem Sicherheitsabstand zu messen. Deshalb hat LTB auch ein Remote-LIPS-System entwickelt, das es ermöglicht, aus einer Entfernung bis zu einigen Metern zu arbeiten. Spektrometerkonzept Laser-induzierte Plasmaspektroskopie, LIPS, Ist eine analytische Methode, welche die Laserablation und die nachfolgende Atomemission des Plasmas zur Elementanalyse nutzt. Laserablation ist gegenwärtig die einzige elementanalytische Methode, die eine direkte Probennahme von allen Arten von Material ohne Probenvorbereitung ermöglicht. Somit ermöglicht LIPS eine Multielementanalyse von nahezu allen Arten von Material (Feststoffe, Flüssigkeiten, Gase) durch Atomemissionsspektroskopie bei der Auswahl der Meßwellenlängen. Die Einkopplung der Strahlung in das Spektrometer erfolgt über eine SMA-Faser-Einkopplung oder durch eine reine Reflexions-Transferoptik. Die von LTB angebotenen LIPS-Systeme können aufgrund der Modularität der einzelnen Bestandteile hervorragend an die jeweiligen Kundenbedürfnisse angepasst werden. Folgende Module sind standardmäßig verfügbar: Echelle-Spektrometer ARYELLE, ARYELLE-Butterfly oder DEMON mit CCD- oder ICCD-Kamera Probenkammer Remote-Optik (Empfänger-Teleskop, Aufweitungs- und Fokussieroptik Laser) Faserkopplung Laser (ND:YAG, Excimer, Stickstoff) Auswertesoftware Sophi Laser Zur Plasmaanregung finden verschiedene Laser Anwendung, wie - Nd:YAG-Laser (inklusive Frequenzverdoppler-, -verdreifacher- und -vervierfacher-Einheiten), - Excimerlaser . Die Auswahl des Lasers ist anwendungsabhängig und kann durch den Kunden selbst getroffen werden. Erfahrungen mit unterschiedlichsten Lasertypen und Herstellern ermöglichen uns eine kompetente Beratung. Spektrometer Das spezielle Optik-Design der ARYELLE-Spektrometer-Reihe gestattet die Messung von lückenlosen Spektren (gap-free) mit hohem spektralen Auflösungsvermögen innerhalb eines weiten Wellenlängenbereiches. Die Abbildung der Plasmaemission auf das Spektrometer erfolgt mittels einer Spiegeloptik. Die ARYELLE-Spektrometer sind kompakte Echelle-Spektrographen, die mit großer Wellenlängenstabilität, hohem spektralen Auflösungsvermögen und Lichtdurchsatz Spektren relativ frei wählbarer Dimension erzeugen können. Das ARYELLE-VUV ist für den Wellenlängenbereich 175 nm 300 nm ausgelegt. Für die Beobachtung von Linien unterhalb von 190 nm ist eine Stickstoffspülung des Systems vorgesehen. Das ARYELLE-UV-VIS-NIR ist für den Wellenlängenbereich 300 nm 750 nm ausgelegt. Das ARYELLE-Butterfly vereint zwei symmetrisch angeordnete Spektrographen gleicher Bauart, die einen gemeinsamen Detektor beleuchten. Die beiden Spektrographen können dabei bezüglich Eintrittsspalt, Echelle-Gitter, Prisma und Abbildungsoptik frei dimensioniert werden. Damit besitzt der Doppelspektrograph ARYELLE-Butterfly die Möglichkeit, Weitbereichs-LIPS-Spektren mit hoher spektraler Auflösung und ohne spektrale Lücken darzustellen. Die Trennung des Spektralbereiches bei Verwendung nur eines Detektors ist die kostengünstige Lösung, um die Detektorfläche äußerst effektiv zu nutzen und die Belichtungszeiten flexibel zu gestalten. Der Wechsel im Beleuchtungsstrahlengang erfolgt motorisiert und PC-gesteuert. LTB Lasertechnik Berlin bietet sein ARYELLE Spektrometer sowohl mit CCD- als auch mit ICCD-Kameras an. Die Nutzung einer CCD in Kombination mit einem Chopper ermöglicht gegenüber einer ICCD als Detektor eine bessere spektrale Auflösung und Sensitivität aufgrund der besseren Quantenausbeute. Im Vergleich wird ein um einen Faktor von ca. 10 besseres Signal-Rausch-Verhältnis durch das geringere Eigenrauschen erreicht und das bei einem niedrigeren Gerätepreis. Vorteile der ICCD sind die bessere zeitliche Auflösung und die größere Variabilität in der Ansteuerung. Der DEMON ist das geeignete Spektrometer für bestimmte Anwendungen, bei denen ein kleinerer Wellenlängenbereich ausreicht, aber eine höhere spektrale Auflösung benötigt wird. Bei diesem Spektrometersystem ist einem CCD- oder ICCD-Echelle-Spektrographen ein Prismenmonochromator zur Selektion des jeweiligen Inspektionsbereiches vorgeschaltet. Dazu ist der Austrittsspalt des Prismenmonochromators, welcher zugleich den Eintrittsspalt des Echelle-Spektrometers bildet, mit einstellbarer Spaltbreite ausgestattet. Prisma und Echellegitter sind in Litttrow-Aufstellung angeordnet und nutzen die hohe Abbildungsgüte parabolischer Spiegeloptiken. Vorteile dieses Konzeptes gegenüber den Echelle-Spektrographen mit interner Ordnungstrennung und zweidimensionaler Spektrenform sind das extrem hohe spektrale Auflösungsvermögen, die hohe Lichtstärke durch Ausnutzung der vollen Spalthöhe und die geringe Auslesezeit des Detektors durch "on-chip-binning". Weitere Vorteile des Systems sind das geringe Streulichtniveau der Doppel-Monochromator-Anordnung und die aktive Wellenlängenstabilisierung durch eine interne Kalibrierlampe. Modulare Probenkammer in 3 Ausbaustufen Der modulare Aufbau der Probenkammer in 3 Ausbaustufen ermöglicht eine schnelle Anpassung an die jeweilige Applikation. Das Laserlicht wird über eine Spiegeloptik eingekoppelt. Die Umschaltung zwischen den Wellenlängenbereichen beim ARYELLE-Butterfly erfolgt automatisch über einen motorisierten Klappspiegel. Die Probe sowie die Fokussierung des Lasers auf der Probe kann mittels einer integrierten Videokamera beobachtet werden. Ein universeller austauschbarer Probenhalter ermöglicht die Befestigung von Proben unterschiedlicher Größe auf einem motorisierten xy-Tisch. Die Probe kann somit per Joystick oder optional softwaregesteuert in xy-Richtung bewegt werden, um eine repräsentative Probenbewertung zu gewährleisten. Die Fokussierung kann über eine manuelle z-Verstellung unter Zu-Hilfe-Nahme des Videobildes (scharfes Bild entspricht Laserfokus) erfolgen. Eine Nachfokussierung bei Verwendung ebener Proben ist nicht nötig, da immer gegen die Fokusebene gespannt wird. Stufe 1 Spiegeloptik, motorisierte Umschaltung zwischen den Wellenlängenbereichen, wahlweise mit oder ohne Fasereinkopplung, motorisierte Einkopplung der Kalibrierlampe Stufe 2 Spiegeloptik, motorisierte Umschaltung zwischen den Wellenlängenbereichen, motorisierte Einkopplung der Kalibrierlampe, Videobeobachtung, Laserstrahlführung Stufe 3 Spiegeloptik, motorisierte Umschaltung zwischen den Wellenlängenbereichen, motorisierte Einkopplung der Kalibrierlampe, Videobeobachtung, Laserstrahlführung, xy-Tisch, Probenhalter, separate Argon-Spülung des Plasmas möglich Software Die von LTB für die ARYELLE-Serie entwickelte Steuer- und Auswerte-Software Sophi for ARYELLE kontrolliert alle Spektrometer- und Detektorfunktionen. Nach der Verrechnung der dreidimensionalen Bildinformation zu wellenlängenabhängigen Intensitätswerten können alle Linien des Spektrums automatisch mit Hilfe einer integrierten Spektraldatenbank analysiert und den entsprechenden Elementen zugeordnet werden. Die Datenbank enthält ca. 42000 Emissionslinien der NIST Atomic Spectra Database. Außerdem kann zu jeder Spektrallinie ein Kontextfenster angezeigt werden mit Informationen über die gemessene Lage der Linie, der Energiezustände, möglicher überlagerter Linien aus der Datenbank und vieles mehr. Zur Ausstattung der LIPS-Systeme gehören ein PC mit zwei TFT-Monitoren, Platin- und Quecksilberlampe zur Kalibrierung, programmierbare Delayelektronik. Das gesamte System kann in ein fahrbares 19"-Rack integriert werden.

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