Глубокое море богато минеральными ресурсами. Разведка и разработка морских ресурсов является горячей точкой мировой разведки и разработки минеральных ресурсов. При разведке глубоководных ресурсов спектроскопия лазерного пробоя (LIBS) имеет преимущества, заключающиеся в высокой скорости обнаружения, отсутствии необходимости предварительной обработки проб, работе в режиме реального времени на месте и может применяться к жидкостям. Однако в водной среде глубокого океана с высоким давлением спектральный сигнал сложнее возбуждать, и это влияет на чувствительность обнаружения LIBS.
Команда LIBS Шэньянского института автоматизации Китайской академии наук предложила метод создания газовой среды в глубоководной водной среде высокого давления, который усиливает спектральные сигналы твердых образцов в глубоководной воде высокого давления и улучшает эффект глубоководного обнаружения LIBS. Результаты соответствующих исследований были опубликованы в статье «Исследование спектроскопии лазерно-индуцированного пробоя в среде гелия под высоким давлением для глубоководных океанских применений», опубликованной в Talanta.
В водной среде под высоким давлением в исследовании использовался зонд для транспортировки газообразного гелия на поверхность твердого образца; газ, в свою очередь, вытеснял воду с поверхности образца, создавая газовую среду высокого давления. Исследование было проведено для характеристики LIBS при различных давлениях. Эксперименты доказали, что метод создания газовой среды путем пропускания гелия позволяет эффективно усиливать сигналы LIBS, и были получены эффективные спектральные данные при давлении 60 МПа (что соответствует давлению 6000 м воды на глубине моря). Экспериментальные результаты показывают, что увеличение энергии лазера и сокращение расстояния передачи лазера в газе под высоким давлением могут эффективно повысить интенсивность спектрального сигнала и отличаются от выводов в среде водоема с высоким давлением. Вышеупомянутое исследование показывает, что метод преобразования водной среды в газовую среду может эффективно снизить влияние воды под высоким давлением на обнаружение LIBS, предоставляя новое решение для обнаружения глубоководных минералов in situ.
Исследование поддерживается Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая.
Состав экспериментального оборудования для глубоководной спектроскопии лазерного пробоя (ЛИБС)
