美軍如何利用LIBS技術在危險材料檢測中開創新局面?

激光誘導擊穿光譜(LIBS)技術正在成為美軍在檢測危險材料方面的變革者。這項技術通過高能激光脈衝激發樣品,能快速而準確地識別化學物質,尤其是在軍事應用中,對於識別炸藥、化學武器和生物威脅至關重要。

LIBS技術在不接觸的情況下,能夠在距離達到上百米的範圍內,識別多種物質,這在危機管理中至關重要。

自2000年到2010年,美國陸軍研究實驗室(ARL)對LIBS技術進行了大量的研究,專注於危險材料的檢測。該技術顯示出了在距離感測、炸藥殘留物檢榨及其他危險材料識別方面的潛力。根據ARL的研究,LIBS能夠有效區分能量材料和非能量材料。

在此期間,研究機構還開發了高分辨率的廣灣光譜儀,這一儀器可檢測低濃度的化學元素,為LIBS系統提供了進一步的敏感度。例如,該實驗室測試了可攜式LIBS系統來檢測土壤和油漆中的鉛,並研究了在不同氣體環境下鋁和鋁氧化物的光譜發射。

LIBS技術的發展,不僅提高了材料檢測的準確性,同時大幅增強了在危險環境中的靈活性。

進入2010年代,LIBS的應用探索向著更小型化和可攜式系統發展,這使得其在各種情境下的應用更具實際意義。例如,研究開始註重於LIBS在工業上的應用,包括檢測材料混合問題及金屬冷卻過程的分析。

在這一時期,科學家對短激光脈衝在LIBS中的應用進行了深入研究。短脈衝進行的激發能夠在更精確的範圍內生成等離子體,並降低連續光的影響,這使得材料的分析更加準確。

通過使用短脈衝,LIBS顯示出在高密度等離子體中的可行性,極大地改善了傳感器的識別能力。

此外,LIBS技術在食品分析方面的潛力也被積極探索。這項技術被視為一種快速且微破壞性的食品質量分析工具,能夠針對牛奶、麵包等食品進行定性及定量分析,並檢測可能的摻雜問題。

隨著LIBS技術的持續發展,未來無疑會引入更多創新的應用,特別是在危險材料檢測的領域。在這些不斷變化的需求下,美軍如何針對新挑戰採取有效的技術應對措施?

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