舟馨科技 ShipX Technology
地外矿物 LIBS 光谱
光谱成像

地外矿物 LIBS 光谱

Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Geological Characterization of Extraterrestrial Minerals

激光诱导击穿光谱结合科学相机分析地外矿物成分。

  • PIXIS
  • 光谱成像

概述

Mount Holyoke 学院 Dyar 教授建立超 3500 种矿物 LIBS 参考数据库,三套 IsoPlane 160 + PIXIS/PI-MAX4 复现 SuperCam 级火星光谱标定能力。

背景与研究场景

团队研究月球、火星、金星等地质体,LIBS 已在好奇号 ChemCam 与毅力号 SuperCam 中成为关键原位元素分析手段。LIBS 以高能激光脉冲激发等离子体并采集 UV–NIR 特征发射线,可远程、非接触定量元素组成。

技术挑战

LIBS 对大气成分与压力敏感,需在环境舱内测量火星、地球空气与真空条件下的光谱。频繁开舱换样耗时且易改变腔体环境;团队因此开发一次装载 100 样品的自动测量系统,要求激光聚焦、样品定位与光收集效率高度一致,并兼顾高分辨率与高灵敏度以建立可靠标定库。

成像方案与成果

实验室配置三台 IsoPlane 160,配合定制 PIXIS CCD 与 PI-MAX4 门控 ICCD;三通道 demux 分光后经光纤束耦合,IsoPlane 无像散设计保障小光斑信号在传感器上的聚焦质量。Dyar 评价 Princeton Instruments 光谱仪灵敏度与灵活性最佳,可支撑当前及未来火星、金星与月球任务标定需求。

Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Geological Characterization of Extraterrestrial Minerals 配图 1
图 1 · 案例相关成像示意
Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Geological Characterization of Extraterrestrial Minerals 配图 2
图 2 · 案例相关成像示意
Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Geological Characterization of Extraterrestrial Minerals 配图 3
图 3 · 案例相关成像示意