главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика
Волоконная оптика
Спектроскопия /
  История спектроскопии
  Спектральные диапазоны электромагнитного излучения
  Колебательная спектроскопия
  Спектроскопические приборы и методики
  Фурье-спектроскопия
  Лазерная спектроскопия
  Лазерная искровая спектроскопия (LIBS)
  Рамановская спектроскопия
  Области применения спектроскопии
Лазеры
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Принцип работы систем LIBS

Излучение мощного импульсного лазера фокусируется на образце, удаленном на расстояние от нескольких сантиметров до метра. Для возбуждения спектров достаточно одного лазерного импульса длительностью 10 нс. Высокая температура в фокусе луча приводит к образованию плазмы. Плазма остывает и распадается за время около 1 мкс после импульса, и в течение этого времени возбужденные атомы в плазме испускают свет с определенными длинами волн, характерными для данного элемента. В области 200–980 нм излучают все элементы. Детекторы системы регистрируют сигнал, а прилагаемое программное обеспечение отображает результаты измерений. Аналитическое программное обеспечение включает в себя значительную базу данных для различных атомов, ионов и молекул. Уникальная база данных по различным атомам и молекулам позволяет быстро и точно идентифицировать спектральные линии.

 
Достоинства метода LIBS:
 
·         оперативность,
 
·         отсутствие необходимости предварительной подготовки проб,
 
·         возможность реализации дистанционного анализа вещества,
 
·         возможность одновременной регистрации очень большого числа различных элементов.
 
·         При анализе твердых материалов к существенному преимуществу можно отнести и очень малое количество вещества, необходимого для анализа за один лазерный импульс, т.к. при средней энергетике лазерного излучения с поверхности испаряются микрограммы вещества (размер анализируемой поверхности образца может составлять величину от 10 мкм до 100 мкм).
 
Недостатки метода LIBS:
 
·         воспроизводимость ,
 
·         невысокие пределы определения,
 
 
·         небольшая дальность использования.
 
Предложены следующие варианты решения первых двух проблем:
 
ž Применение ультрафиолетовых лазеров позволяет обеспечить лучшую эффективность и воспроизводимость лазерной абляции и, следовательно, более высокую точность анализа, чем это достижимо при помощи менее сложных и более распространённых инфракрасных лазеров.
 
ž С целью снижения пределов можно использовать сдвоенные лазерные импульсы. В идеальном варианте первым коротким ультрафиолетовым импульсом производится лазерная экстракция (создаётся факел), а вторым более длинным инфракрасным импульсом производится дополнительный нагрев плазмы факела.
 
 
На результаты измерений с помощью метода LIBS влияют:
 
  • характеристики лазера (длина волны, энергия в импульсе, длительность импульса, изменение энергии от импульса к импульсу)
 
  • физические свойства образца(мишени)
 
  • размер пятна сфокусированного на мишени излучения
 
  • параметры измерительной системы (временная задержка между лазерным импульсом и началом измерений, длительность единичного измерения или, другими словами, время интегрирования сигнала)
 
 
  • параметры окружающей атмосферы (химический состав и давление)
   
Было обнаружено, что для получения свободных от эффектов самопоглощения LIBS спектров предпочтительно проводить измерения при значениях давления окружающей среды (для воздуха) в диапазоне 100-500 торр.

 

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru