图90.1展示了激光剥蚀进样系统的结构。该系统由高能量激光器、聚焦光学系统、控制单元、样品烧蚀室以及接口装置等组成,用于将产生的气溶胶有效地输送到等离子体中。图90.1是LA-(MC-)ICP-MS激光进样系统的结构示意图。
当高能量激光束通过聚焦后照射到试样表面时,会对试样进行微区剥蚀,产生气溶胶和细微颗粒。这些粒子与从样品室底部以切线方向引入的氩气流混合,形成气溶胶,并通过连接管从样品室的顶部或侧面引出,最终到达ICP炬管,此过程中雾化器和雾室被去除。
从早期的红宝石激光到如今备受青睐的紫外激光进样系统(例如Nd:YAG 266nm激光),激光剥蚀系统在空间分辨率(小于10μm)、物质吸收率、分馏效应降低以及测量精密度提升等方面都有显著进步。以测量精密度为例,红外激光(10nm)的实际测量精密度为10%~20%,紫外激光(266nm)为2%~15%,而深紫外ArF准分子激光(193nm)可达到1%~10%。因此,紫外激光ICP-MS在测量均匀试样的精密度和准确度上,能与溶液气动雾化ICP-MS法相媲美。
准分子193nm的深紫外激光系统在降低分馏效应等方面表现更为优异,但这要求非常稳定的光学系统和更严格的操作与维护。目前,国内地质实验室较为常用的激光剥蚀系统包括Geolas 193ArF准分子激光剥蚀系统和Newwave UP 213nm紫外激光剥蚀系统。