Vùng biển sâu rất giàu tài nguyên khoáng sản. Việc thăm dò và phát triển tài nguyên biển là điểm nóng của hoạt động thăm dò và phát triển tài nguyên khoáng sản trên thế giới. Trong thăm dò tài nguyên biển sâu, quang phổ phân tích do tia laser (LIBS) có ưu điểm là tốc độ phát hiện nhanh, không cần xử lý trước mẫu, tại chỗ theo thời gian thực và có thể áp dụng cho chất lỏng. Tuy nhiên, trong môi trường nước áp suất cao của đại dương sâu, tín hiệu quang phổ khó bị kích thích hơn và độ nhạy phát hiện LIBS bị ảnh hưởng.
Nhóm LIBS của Viện Tự động hóa Thẩm Dương, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã đề xuất phương pháp tạo môi trường khí trong môi trường nước áp suất cao biển sâu, giúp tăng cường tín hiệu quang phổ của các mẫu rắn trong nước áp suất cao biển sâu, và cải thiện hiệu quả của việc phát hiện vùng biển sâu LIBS. Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố là Nghiên cứu về quang phổ phân hủy do tia laser gây ra trong môi trường khí heli áp suất cao cho các ứng dụng đại dương sâu, được xuất bản trên Talanta.
Trong môi trường nước áp suất cao, nghiên cứu sử dụng đầu dò để vận chuyển khí heli lên bề mặt mẫu rắn; khí lần lượt đẩy nước ra khỏi bề mặt mẫu, tạo ra môi trường khí áp suất cao. Nghiên cứu được thực hiện để mô tả đặc tính của LIBS ở các áp suất khác nhau. Các thí nghiệm đã chứng minh rằng phương pháp tạo môi trường khí bằng cách truyền khí heli có thể tăng cường hiệu quả tín hiệu LIBS và dữ liệu quang phổ hiệu quả thu được ở 60 MPa (tương ứng với áp suất 6000 m nước ở vùng biển sâu). Kết quả thực nghiệm cho thấy việc tăng năng lượng laser và rút ngắn khoảng cách truyền laser trong khí áp suất cao có thể tăng cường hiệu quả cường độ tín hiệu quang phổ và khác với kết luận trong môi trường nước áp suất cao. Nghiên cứu trên chứng minh rằng phương pháp chuyển đổi môi trường nước thành môi trường khí có thể làm giảm hiệu quả tác động của nước áp suất cao đến việc phát hiện LIBS, cung cấp giải pháp mới để phát hiện tại chỗ các khoáng chất biển sâu.
Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm Quốc gia của Trung Quốc.
Cấu trúc thiết bị thí nghiệm quang phổ đánh thủng do laser biển sâu (LIBS)
