Summary
Espèces moléculaires atomiques et diatomiques résolue en temps sont mesurés à l'aide LIBS. Les spectres sont recueillis à différents retards de temps après la génération de plasma de claquage optique avec Nd: YAG et le rayonnement laser sont analysées pour en déduire la densité d'électrons et de la température.
Abstract
Dans ce travail, nous présentons des mesures résolues en temps de spectres atomiques et diatomique suivants claquage optique induit par laser. Un arrangement de LIBS typique est utilisé. Ici, nous disposons d'un laser Nd: YAG à une fréquence de 10 Hz à la longueur d'onde fondamentale de 1064 nm. Les 14 ns impulsions avec anénergie de 190 mJ / impulsion visent à une taille de 50 um de place pour générer un plasma de claquage optique ou ablation laser dans l'air. Le micro-plasma est imagé sur la fente d'entrée d'un spectromètre de 0,6 m, et les spectres sont enregistrés en utilisant un 1800 rainures / mm grille un réseau de diodes linéaire intensifiée et optique multicanaux analyseur (OMA) ou un ICCD. D'un intérêt sont des lignes atomiques-Stark élargies de la série de Balmer de l'hydrogène à déduire la densité d'électrons. On élabore également sur des mesures de température à partir de spectres d'émission diatomique de monoxyde d'aluminium (AlO), le carbone (C 2), le cyanogène (CN), et de monoxyde de titane (TiO).
Les procédures expérimentales comprennent wavelength et étalonnages de sensibilité. L'analyse des spectres enregistrés moléculaire est réalisée par le montage de données avec des intensités de ligne sous forme de tableaux. En outre, Monte-Carlo simulations de type sont effectuées pour estimer les marges d'erreur. mesures résolues en temps sont essentiels pour le plasma transitoire couramment rencontré dans LIBS.
Introduction
Spectroscopie de rupture induite au laser (LIBS) 1-5 techniques ont des applications dans atomique 6-12 et des études moléculaires de 13 à 20 plasma généré par un rayonnement laser. spectroscopie résolue en temps est essentielle pour la détermination des caractéristiques transitoires du plasma. La température et la densité d'électrons, pour n'en citer que deux paramètres du plasma, peuvent être mesurées a fourni un modèle théorique de la décomposition raisonnable de plasma est disponible. Séparation de rayonnement à électrons libres des émissions atomiques et moléculaires nous permet d'explorer avec précision les phénomènes transitoires. En se concentrant sur une fenêtre temporelle spécifique, on peut "geler" la désintégration de plasma et ainsi obtenir des empreintes digitales spectroscopiques précises. LIBS a une variété d'applications et récemment intérêt dans LIBS-diagnostic montre une augmentation considérable lorsqu'elle est mesurée par le nombre de chercheurs qui publient dans le domaine. Pico-et femtoseconde généré microplasma est en coursintérêt de la recherche, cependant, les modalités de LIBS historiquement expérimentales utiliser rayonnement laser nanoseconde.
Figure 1 affiche un dispositif expérimental typique pour la spectroscopie par claquage laser. Pour ce protocole, l'énergie de décomposition fonctionnelle pour le faisceau initial est de l'ordre de 75 mJ impulsion, à la longueur d'onde infrarouge de 1064 nm. Cette énergie de l'impulsion peut être ajustée selon les besoins. . Le plasma est dispersé par le spectromètre et mesurée avec un tableau intensifié linéaire de diodes et OMA ou, alternativement, imagé sur un 2 dimensions Charge Coupled Device intensifié (ICCD) Figure 2 illustre le chronogramme des expériences résolues en temps: la synchronisation des impulsions rayonnement laser avec la lecture, l'impulsion laser déclenchement, le feu de laser, et la porte ouverte retard.
Spectroscopie résolue dans le temps réussie nécessite diverses procédures d'étalonnage. Ces procédures comprennent l'étalonnage de longueur d'onde, le doscorrection du sol, et plus important encore, la correction de la sensibilité du détecteur. La sensibilité des données corrigées sont importants pour la comparaison des spectres mesurés et modélisés. Pour une augmentation de rapport signal-sur-bruit, plusieurs événements de dégradation induite par laser sont enregistrés.
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Protocol
Une. Configuration du système optique
- Placez un diviseur de faisceau à la sortie du laser, ce qui permet la longueur d'onde de lumière 1064 nm de passer à travers et pour tenir compte de tout autre rayonnement laser transitoire dans une décharge de faisceau.
- Placer un détecteur photodiode PIN à grande vitesse pour enregistrer une partie du rayonnement laser réfléchi par le diviseur de faisceau. Connecter ce détecteur à l'oscilloscope avec un câble coaxial pour contrôler l'impulsion optique par rapport à déclenchement par le générateur de fonction et l'occurrence de la commutation Q dans le Nd: YAG dispositif laser.
- Aligner trois miroirs réfléchissants infrarouges pour positionner le faisceau parallèle à la fente du spectromètre.
- Positionner une lentille au-dessus de l'étape de translation pour focaliser le faisceau afin de générer optique ventilation plasma parallèle à la fente du spectromètre. Aligner deux lentilles de quartz dans le but de l'imagerie du plasma sur la fente. Les deux lentilles de focalisation correspondent de manière optimale la conception du spectromètre, ce qui signifie l'objectif final a un aperture à accomplir af # identique à la f # de l'optique interne de la spectrométrie.
- Pour les mesures ci-dessus de 380 nm, positionner une découpe sur le filtre entre les deux lentilles dans le but de bloquer le rayonnement inférieur à 380 nm. La coupe sur le filtre supprime contributions UV possibles (en raison de 2ème ordre de réseau) à des spectres mesurés.
2. Configuration d'acquisition de données
- Connectez un générateur de fonction de forme d'onde offrant une onde triangulaire à 50 Hz pour un circuit sur mesure division par cinq pour obtenir 10 Hz. L'analyseur optique multicanaux (OMA) fonctionne à 50 Hz et les lampes flash du laser Nd: YAG sont synchrone fonctionne à 10 Hz. On peut utiliser un ICCD à la place de l'OMA, fonctionnant de manière synchrone à la vitesse du rayonnement laser pulsé ainsi.
- Connectez l'une des sorties du circuit intégré personnalisé division par cinq à un générateur de retard numérique. Utiliser une seule sortie pour synchroniser le Nd: YAG lampes flash et une autre sortie de control les déclencheurs de l'linéaire amplificateur de réseau de diodes et optique analyseur multicanal. Encore une fois, au lieu de la matrice et OMA intensification de diode linéaire, on peut utiliser un ICCD.
- Relayer la sortie de déclenchement réglable du dispositif de laser à un oscilloscope et à un générateur d'impulsions. L'oscilloscope est utilisé pour surveiller lorsque le rayonnement laser pulsé sera disponible pour la génération de claquage optique ou ablation laser.
- Connecter la sortie haute tension du générateur d'impulsions numériques à la rangée de diodes linéaire intensifiée.
- Connecter l'autre sortie du générateur d'impulsions à l'oscilloscope.
- Connectez la sortie de la matrice de diode linéaire intensifiée à l'OMA.
3. Synchronisation et mesure
- Régler le générateur de fonctions de forme d'onde de sortie une impulsion de triangle fonctionnant à 50 Hz ± 1. Ce générateur de fonction fournit à la fréquence de maître. Un circuit intégré personnalisé division par cinq et un générateur de retard numérique sont utilisés pour acvicaire synchronisation.
- Initier un système de refroidissement à eau et l'alimentation électrique pour le dispositif laser. Activer laser.
- Déterminer le temps de rayonnement laser de se déplacer à partir de l'ouverture de sortie du laser Nd: YAG à la zone en face de la fente du spectromètre comme suit: Mesure de la distance de la trajectoire de la lumière et de calculer le temps de propagation en utilisant la vitesse de la lumière. Tenir compte de ce temps de transit dans le réglage du temps de retard porte à l'étape suivante.
- Sur le générateur d'impulsions numérique, réglez la largeur de la grille pour la mesure et le temps de retard de claquage optique ou impulsion d'ablation laser, et utiliser l'oscilloscope pour surveiller le temps de retard. Le temps de retard de déterminer combien de temps à attendre pour la collecte des données après panne. La largeur de la grille détermine la durée de la rangée de diodes est exposé à un rayonnement de plasma.
- Générer claquage optique dans l'air et / ou de placer un échantillon sur la platine de translation de telle sorte que l'ablation se produit. L'image du micro plasma sur la fente d'un spectromètre.
- Commencez les mesures et les données d'enregistrement avec le réseau intensifié linéaire de diodes et optique multicanaux analyseur (ou avec un ICCD).
4. étalonnage de longueur d'onde
- spectres d'enregistrement de lampes standard d'étalonnage: néon, le mercure et les lampes d'hydrogène. Utilisez le dispositif expérimental de lampes mises sur le lieu où le plasma est généré.
- En utilisant les longueurs d'onde connues de lampes, effectuer un ajustement linéaire ou cubique pour obtenir la correspondance pixel-longueur d'onde. Le but d'un étalonnage précis est de corriger les non-linéarités qui sont habituellement associés à la mesure des spectres.
- Répétez étalonnages H, C 2, CN, et les régions spectrales TiO d'intérêt.
5. Calibration de l'intensité
- Allumez une lampe de calibration de tungstène et d'attendre pour se réchauffer.
- Utilisation d'un pyromètre optique pour mesurer la température de la lampe active.
- Utilisez le dispositif expérimental de rEcord le spectre de la lampe active.
- Calculer une courbe de corps noir à partir de la loi de rayonnement de Planck en utilisant la température mesurée en tant que paramètre d'entrée.
- Monter la courbe calculée au spectre de la lampe active. Déterminer les facteurs qui les intensités enregistrées à partir de la courbe calculée. Appliquer les facteurs de correction pour les spectres enregistrés sensibilité de longueur d'onde dépendant du détecteur.
- Répétez cette opération pour chaque région, le spectromètre a été utilisé.
6. Transfert de données
- Préparer moyen pour les transferts de fichiers.
- Pour chaque mesure de données, enregistrer sur le support.
- Prenez ce milieu et télécharger les fichiers sur elle à un ordinateur de travail.
7. Préparation du dossier
- Pour chaque fichier, l'analyser en sections, l'une contenant des données enregistrées, et les autres à partir précisant longueur d'onde et le décalage de longueur d'onde moyenne par point de données.
- Utilisez ces sections pour créer un nouveau fichier pour correspondrelongueurs d'onde avec les données enregistrées.
8. Analyse moléculaire diatomique
- Sélectionnez le fichier de longueur d'onde et le fichier de résistance de la ligne correspondante.
- Sélectionnez le décalage de base.
- Définir si le décalage est constant, linéaire ou quadratique.
- Définissez les coefficients correspondant soit à des valeurs fixes ou variables.
- Réglez la résolution et de la température, qui peuvent tous deux être fixe ou variée.
- Définissez la tolérance de l'ajustement pour les spectres de synthèse pour être en forme pour les spectres mesurés.
- Monter le calculée pour les spectres expérimentaux en utilisant un algorithme de Nelder-Mead.
- En utilisant les meilleurs paramètres d'ajustement des spectres calculée pour chaque mesure, déduire les paramètres de microplasma observés à différents retards de temps et les largeurs de grille utilisés.
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Representative Results
LIBS utilise un rayonnement laser pulsé pour ioniser un échantillon suffisamment pour former le plasma. Claquage induit par laser, de substances gazeuses va créer le plasma qui est centrée sur la région focale du faisceau d'excitation, alors que l'ablation au laser sur des surfaces solides va produire le plasma au-dessus de la surface de l'échantillon. Le plasma est généré en focalisant le rayonnement optique de l'ordre de 100 GW / cm 2 pour des impulsions de dégradation de la nanoseconde. Pour produire l'ablation laser plasma, typiquement de 1 GW / cm 2, est plus que suffisante. Le rayonnement de plasma induit est dispersée par un spectromètre. Seulement pour les temps de retard spécifiques de claquage optique, spectres atomiques et diatomiques sont bien développés. Figures 3-7 illustrent des résultats représentatifs.
Au début de la désintégration de plasma, les lignes atomiques évoluent comme l'électron libre diminue le rayonnement de fond. Par la suite, principalement due à la recombinaison, les spectres moléculaires peuvent être enregistrées. Dans les expéts, l'intensificateur de la rangée de diodes linéaire doit être déclenché avec précision. Alternativement, un ICCD doit être déclenchée précisément ainsi. Ce déclenchement (ou calendrier) doit se produire régulièrement, de sorte que les données acquises sont constituées de contributions à un temps de retard précis de l'événement de panne. Par la suite, l'OMA numérise le signal du réseau de diodes linéaire intensifiée et stocke les données. Pour une ICCD, le timing est tout aussi important et les données sont stockées de manière similaire. Dans les expériences avec le réseau de diodes linéaire intensifiée, les dossiers de l'OMA que le premier des cinq balayages, les quatre autres scans restants sont redondants mais balayages consécutifs sont ignorés. Figure 2 illustre la façon dont le représentant a intensifié diode linéaire on obtient des résultats du groupe.
Pour des enquêtes concernant les espèces atomiques, les lignes atomiques sont étudiés par rapport à la forme et la largeur des raies spectrales de. Les formes de raies atomiques mesurées et largeurs sont comparés aux correspondantsdes modèles théoriques. Cette comparaison permet de déterminer la densité d'électrons dans la région observée du plasma. Dans les enquêtes de spectres moléculaires diatomiques, habituellement beaucoup raies spectrales contribuent à plusieurs bandes moléculaires. Pour chaque mesure, les spectres sont analysés en ce qui concerne les formes, les largeurs et les intensités relatives des raies individuelles contenues dans les bandes moléculaires. La comparaison des spectres mesurés et calculés utilise forces de raies issues de la théorie quantique diatomique avec les données spectrales à haute résolution qui sont disponibles dans la littérature. Cette comparaison permet d'inférer une température d'excitation des molécules diatomiques observé dans la région du plasma. La fixation est réalisée avec un algorithme de Nelder-Mead, permettant une pour effectuer une multiparamétrique, ajustement non linéaire des spectres calculés pour les spectres mesurés. Dans la suite, les résultats sont présentés pour des expériences sélectionnées qui répondent spectres moléculaire et atomique diatomique ligne. p>
La figure 3 illustre les spectres mesurés et TiO équipée. Lorsque certaines zones de l'imagerie de la plume TiO, la température en fonction du temps montre équipée d'un minimum local. Ce minimum est peut-être due à la combustion.
L'objectif de l'analyse primaire pour les spectres d'hydrogène est de déterminer la densité d'électrons et de la température à partir des spectres à résolution temporelle pour les lignes d'hydrogène alpha et un atome d'hydrogène-bêta. Figure 4 montre les profils d'alpha d'hydrogène enregistrées le long de la hauteur de la fente. les espèces d'air de laboratoire tels que l'azote et de l'oxygène provoquent les lignes d'hydrogène alpha d'émerger après l'événement initial de claquage optique. L'évolution de la ligne hydrogène-alpha est étudiée pour des retards de 0,4 microsecondes jusqu'à 30 microsecondes après le claquage optique. Le chiffre d'hydrogène alpha indique aussi une plus grande densité d'électrons au centre du plasma, sur la figure affichée à proximité du milieu de l'axe de la fente indiquée.
jove_content "> La molécule C 2 montre que les niveaux les plus faibles de rotation sont sensibles aux variations de température, et des niveaux de rotation plus élevées sont sensibles à la densité du gaz environnant et le champ de rayonnement. figure 5 montre un résultat de mesure et équipée typique suivantes ablation laser dans l'air. Analyse des spectres de cygne de carbone comprend l'étude de la formation de C 2 en raison de la recombinaison dans un effort pour comprendre la formation de C 2 et le CN qui suit l'ablation laser de graphène. Figure 6 shows enregistrés et équipée spectres CN, et la figure montre également excellent accord avec théorie. L'match de spectres expérimentaux bien avec les spectres calculé, et un accord convaincant peut être vu dans les extrémités arrière et les chefs de bande. Comme la C 2 spectres, les spectres de rotation / vibration de l'aluminium monoxyde spectacle bien développé bandes moléculaires pour la température élevée dans la micro-plasma induite par laser en décomposition. Figure La figure 7 montre les spectres mesurés et équipée AlO. Depuis AlO est un produit au début de la combustion de l'aluminium, des études spectroscopiques AlO a des applications dans les études de combustion d'aluminium, principalement pour la détermination de la température.
. Figure 1 Le dispositif schématique montre les composants expérimentaux suivants: (1) diviseur de faisceau pour dévier une petite partie de 1064 nm rayonnement laser; (2) miroirs réfléchissant les infrarouges à aligner verticalement le faisceau devant le spectromètre; (3) l'objectif à focaliser le faisceau à une situation difficile pour claquage optique; (4) l'étoile symbolise claquage optique ou laser ablation plasma, et (5) de deux lentilles pour correspondre à laune optique de focalisation du spectromètre. La boîte de synchronisation, vague, et générateur de retard accomplir synchronisation électronique du laser et intensifiées barrette de diodes linéaire et OMA (ou ICCD) des fréquences de fonctionnement. La photodiode, générateur d'impulsions, et oscilloscope permettent de contrôler avec précision et le suivi de la fenêtre de mesure pour LIBS. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Figure 2. Diagramme de mesures LIBS résolue en temps. OMA synchronisation et laser lampe flash synchronisation sont fournis par une vague et générateur de retard et circuits sur mesure. Laser déclenchement d'impulsion et impulsion de feu est fourni par le Nd: YAG dispositif de collaboration avec Q-switch delay contrôle. Un pré-déclenchement supplémentaire, impulsion électronique (non représenté) est également fournie par le Nd: YAG laser fabricant. Cette pré-déclenchement nous permet de contrôler avec précision et efficacité la porte de détecteur retard du système OMA / ICCD. La lecture de l'OMA se produit à la suite de l'exposition de la matrice de diode, dont quatre balayages ultérieurs mais ignorés de lecture. Pour les expériences d'impulsions simples, des lectures de l'OMA individuelles sont stockées séparément dans la mémoire. Pour les mesures moyennes de 100 à balayage, les scans de lecture de l'OMA sont ajoutés, puis stockés. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Figure 3. Les spectres d'émission mesurées et synthétiques montrent le TiO A 3 → X 3 Δ Δ v = 0 transition. Les données mesurées ont été recueillies avec le réseau de diodes intensifié linéaire à temps de retard du retard t = 95 microsecondes avec une largeur de deux microsecondes de grille. Le spectre mesuré est bon avec les spectres calculée correspondant à une résolution spectrale de FWHM = 0,09 nm et une température déduite T = 3300 K. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Ligne alpha de Balmer Figure 4. D'hydrogène enregistré en 1,07 x 10 5 Pa hydrogène gazeux. Les émissions de 1000 événements de dégradation optique consécutifs ont disdispersé avec le spectromètre et recueilli avec un ICCD, 0,042 ps de claquage optique et résolution spatiale le long de la fente spectromètre hauteur. Pour cette temporisation, la densité maximale de nombre d'électrons est de 0,32 x 10 25 électrons / m 3, et le décalage vers le rouge Hα maximale s'élève à 1,2 nm. Spectres individuels d'alpha et bêta d'hydrogène lignes sont illustrés par exemple dans Parigger 6. Enregistrement des alpha et bêta raies de l'hydrogène après un éclatement dans l'air fait partie de la vidéo documentaire de cette publication Jupiter. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Figure 5. L'C2 Swan spectra ont été recueillies avec le réseau de diodes intensifié linéaire à un temps de retard t = retard de 20 ps en utilisant une largeur de 1 ps de porte. Le spectre mesuré a été ajusté avec les spectres calculée pour une résolution spectrale à mi-hauteur de 0,07 nm et une température de T = 5600 K est déduit. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Figure 6. L'CN B 2 ε + → X 2 + ε violette transition a été enregistré avec le réseau de diodes linéaire intensifié au délai de retard t = 70 ps avec unlargeur de grille de 4 microsecondes. L'spectre mesuré est apte avec spectres calculés avec une résolution spectrale à mi-hauteur de 0,09 nm. La température est déduite T = 6600 K. Cliquez ici pour agrandir l'image .
Figure 7. L'AlO B 2 ε + → X 2 ε + spectres diatomique pour les Δ = 0 transitions ont été recueillies avec le réseau de diodes linéaire intensifiée à un retard de temps de t delayn = 45 microsecondes en utilisant une largeur de 5 ps de grille. Les spectres ajustés sont calculés en utilisant une résolution spectrale à mi-hauteurde 0,09 nm. Les montants de température présumées à T = 3900 K. Cliquez ici pour agrandir l'image .
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Discussion
Le temps résolu protocole de mesure et des résultats représentatifs sont en outre discuté ici. Il est important de synchroniser les impulsions laser générées, à un débit de 10 Hz, avec la fréquence de fonctionnement de 50 Hz du réseau linéaire de diodes intensifié et l'OMA (ou ICCD). En outre, une synchronisation précise des impulsions laser et l'ouverture de la porte de la rangée linéaire de diodes intensifié (ICCD ou en variante) est essentielle. Le générateur d'ondes, est indiqué dans le schéma expérimental, est utilisé pour synchroniser les impulsions laser et le réseau de diodes intensifié linéaire lecture qui est accompli avec l'analyseur multicanal optique. Un générateur d'impulsions est utilisé pour ajuster le temps de retard pour les mesures.
Chevauchement temporel de l'impulsion laser centré dans la fenêtre de la porte-ouverte intensificateur correspond au délai initial zéro de temps, retard t = 0. Dans le but de déterminer l'évolution temporelle de spectres d'émission, le retard de temps à partir declaquage optique est modifiée. Par exemple, la ligne d'alpha d'hydrogène ne peut pas être vu dans les événements de claquage de l'air jusqu'à 0,4 microsecondes après le plasma initial est généré. Les mesures de spectres d'émission exigent également la longueur d'onde et de l'intensité des étalonnages. Ces étalonnages sont nécessaires pour l'analyse.
Pour les mesures de LIBS, en observant l'évolution de l'ablation par plasma des échantillons métalliques, tels que Ti, il existe souvent de nombreuses lignes atomiques présentes dans la gamme de longueur d'onde des transitions diatomiques d'intérêt. Ces lignes peuvent être persistant dans les spectres recueillis, même au temps de retard plus tard. Cependant, certaines de ces lignes se produisent dans la seconde commande de réseau dispersif dans le spectromètre. L'utilisation d'un filtre passe-bas est avantageux de bloquer de telles contributions du second ordre.
Bien que les procédures de collecte de données sont importants, les méthodes utilisées pour le montage détiennent un mérite égal. inférences de température sont réalisés par des spectres synthétiques montage de diversmicroplasma paramètres aux spectres recueillies en utilisant un algorithme de Nelder-Mead. La fiabilité de ce procédé est grandement améliorée lorsque le fond du spectre peut être identifié avec précision. Dans ce cadre, l'arrière-plan, on entend tout dans les spectres enregistrés à l'exception de la transition atomique ou moléculaire d'intérêt. Pour quantifier l'effet de ce contexte, les données enregistrées sont examinées par l'analyse du rapport signal sur bruit par rapport à leur effet sur la température déduite déduite à partir des spectres moléculaire diatomique. Cette étude est facilitée par l'utilisation des simulations de type Monte Carlo.
L'importance de la mesure du temps résolu à court porte comprend certainement la capacité de capturer des spectres atomiques et moléculaires très excité. Pour la ligne alpha de Balmer de l'hydrogène, de l'utilisation de 6 ns porte conduit à la détermination de succès de la densité électronique à près de 10 25 / m 3. Pour diatomique moléculaire émission spectra, les températures d'excitation de plus de 6000 K est typique pour LIBS avec nanoseconde Nd: YAG rayonnement laser. Sans un amplificateur, les mesures constitueraient une moyenne dans le temps enregistré au cours des événements transitoires. Les photos illustrées dans le temps permettent d'enquêter sur la production et la désintégration du induite par laser plasma. On peut, en principe, record spectres moléculaires très excités légèrement déplacé du induite par laser plasma lumineux, comme dans l'étude des torches à plasma. Toutefois, on ne devrait pas capturer les premières dynamique de la décomposition de plasma, y compris les mesures d'espèces atomiques très excités.
Les futures applications de mesure de spectres atomiques et moléculaires laboratoire suivants claquage optique induit par laser continuent d'intéresser à la fois fondamentale et orientée vers l'application. Les mesures de largeurs de lignes atomiques au début de la désintégration de plasma permettent de déterminer les conditions plasma / paramètres. Efforts de recherche en cours comprennent le mode précisling de Stark élargissement et / ou formes en ligne. Spectres moléculaires, avec une connaissance précise des transitions d'intérêt, montrent un nombre accru d'applications en particulier dans les domaines de l'identification, la caractérisation et la détermination, par exemple, des explosifs, des panaches de combustion, les atmosphères stellaires, ou composition chimique. Les procédés et les applications de spectroscopie résolue dans le temps sont importantes dans l'établissement de la dynamique suivant la génération de plasma avec un rayonnement laser. Ces dynamiques sont oscillations de plasma, les changements de formes de ligne en raison de collisions, les émissions dues rayonnement de recombinaison et / ou des processus de combustion. La séparation temporelle des processus qui se produisent claquage optique suivant est importante pour déterminer les phénomènes transitoires. Nous comprenons que la demande de LIBS initiale de l'analyse élémentaire due au rayonnement des espèces atomiques sera fortement augmentée par des mesures d'espèces moléculaires qui comprend l'analyse du rayonnement de différent, individual isotopes et isotopomères atomiques.
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Disclosures
Tous les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrents.
Acknowledgments
Les auteurs remercient M. JO Hornkohl d'intérêt et de discussion sur le calcul des forces de raies moléculaires diatomiques. Ce travail est en partie pris en charge par le Centre pour les applications laser à l'Université de l'Institut de l'espace Tennessee.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Custom Box | UTSI | None | Signal divider and conditioner. An oscilloscope can be used in place of this. |
| Four Channel Digital Delay/Pulse Generator | Stanford Research Systems, Inc. | Model DG535 | Companies: Tequipment, diyAudio |
| Four Channel Color Digital Phosphor Oscilloscope | Tektronix | TDS 3054 | 500 MHz - 5 GS/sec, Companies: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| Wavetek FG3C Function Generator | Wavetek | FG3C | Companies: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision |
| Nd:YAG Laser | Quanta-Ray | DCR-2A(10) PS | Laser radiation, Class IV. Companies: Lambda Photometrics, Continuum, Ellipse, Newport |
| Si Biased Detector | Thorlabs | DET10A/M | 200-1,100 nm, with ND10A reflective filter. Companies: Canberra, Edmund Optics |
| Nd:YAG Laser Line Mirror, 1,064 nm | Thorlabs | NB1-K13 | Companies: Edmund Optics, Newport |
| 1 in Fused Silica Bi-Convex Lens, uncoated | Newport | SBX031 | Companies: Edmund Optics, Thorlabs |
| 2 in Fused Silica Plano-Convex lens, uncoated | Newport | SPX049 | Convex lens, f/4. Companies: Edmund Optics, Thorlabs |
| Spectrograph | Instruments S.A. division Jobin-Yvon | HR 640 | Companies: Andor, Newport, Horiba |
| Manual and electronic controller for Spectrograph | Instruments S.A. division Jobin-Yvon | Model 980028 | Manual and electronic controller for Spectrograph |
| Mega 4000 | Mega | Model 129709 | Computer interface for Spectrograph |
| Gateway 2000 Crystal Scan 1024 monitor | Gateway | PMV14AC | Monitor for computer interface |
| 20 MHz Oscilloscope | BK Precision | Model 2125 | Companies: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| 6040 Universal Pulse Generator | Berkeley Nucleonics Corporation | Model 6040 | Companies: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers |
| Separate component to 6040 Universal Pulse Generator | Berkeley Nucleonics Corporation | Model 202 H | Separate component to 6040 Universal Pulse Generator |
| ICCD Camera | EG&G Parc | Model 46113 | Companies: Andor, Standford Computer Optics, LaVision, Hamamatsu |
| OMA III | EG&G Parc | Model 1460 | Spectral data acquisition and analysis. Unit discontinued, replaced by software installed on computers. |
References
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