Summary
Tids løst atom-og diatome molekylære arter måles LIBS. Spektrene blir samlet ved forskjellige tidsforsinkelser som følge av generering av optiske sammenbrudd plasma med Nd: YAG-laserstråling, og analyseres for å utlede elektrontettheten og temperaturen.
Abstract
I dette arbeidet, presenterer vi tid-løst målinger av atom-og diatomic spektra følgende laser-indusert optisk sammenbrudd. En typisk LIBS arrangement brukes. Her driver vi en Nd: YAG-laser ved en frekvens på 10 Hz ved den fundamentale bølgelengde på 1064 nm. De 14 nsec pulser med anenergy av 190 mJ / puls er fokusert til en 50 mikrometer spot størrelse for å generere en plasma fra optisk sammenbrudd eller laser ablasjon i luften. Den Mikro er avbildet på inngangen slit av en 0,6 m spektrometer, og spektra blir registrert ved hjelp av en 1800 grooves / mm rist en intensivert lineær diode array og optisk flerkanals analysator (OMA) eller en ICCD. Av interesse er Stark-utvidet atom linjer av hydrogen Balmer serien å antyde elektrontettheten. Vi utdype også på temperaturmålinger fra diatomic utslipp spektra av aluminium karbonmonoksid (AlO), karbon (C 2), cyanogen (CN), og titanium oksid (TiO).
De eksperimentelle prosedyrer inkluderer wavelength og følsomhets kalibreringer. Analyse av de registrerte molekyl spektra oppnås ved montering av data med tabulerte linjestyrker. Videre, Monte-Carlo-typen simuleringer utført for å estimere feilmarginer. Tid-løst målinger er avgjørende for den forbigående plasma vanlig forekommende i LIBS.
Introduction
Laser-indusert sammenbrudd spektroskopi (LIBS) teknikker 1-5 har anvendelser i atom 6-12 og molekylære studier av plasma 13-20 generert med laserstråling. Tid-løst spektroskopi er avgjørende for bestemmelse av de forbigående egenskapene til plasmaet. Temperatur-og elektrontettheten, for å nevne to plasmaparametere kan måles gitt en rimelig teoretisk modell av plasma sammenbrudd er tilgjengelig. Separasjon av fri-elektron stråling fra atom-og molekyl utslipp tillater oss å nøyaktig utforske forbigående fenomen. Ved å fokusere på et bestemt tidsmessig vindu, kan man "fryse" plasma råte og dermed oppnå nøyaktige spektroskopiske fingeravtrykk. LIBS har en rekke anvendelser og nylig interesse i LIBS-diagnostikk viser en betydelig økning når målt ved antall forskere publisering i felten. Pico-og femtosekund generert Mikro er av pågåendeforskningsinteresse, men historisk eksperimentelle libs ordninger utnytte nanosekund laserstråling.
Figur 1 viser en typisk eksperimentelle ordning for laser-indusert sammenbrudd spektroskopi. For denne protokollen, er den funksjonelle sammenbrudd energien for den første strålen av størrelsesorden 75 mJ puls i det infrarøde bølgelengde på 1064 nm. Denne pulsenergi kan reguleres etter behov. . Plasmaet fjernes med spektrometeret, og målt med en intensivert lineær diode array og OMA eller, alternativt, avbildes på en intensivert to-dimensjonal (Charge Coupled Device ICCD) Figur 2 viser tidsdiagrammet for tid-løst eksperimenter: synkronisering av puls laserstråling med avlesning, laserpuls trigger, laser brann, og gate-åpen forsinkelse.
Vellykket tid-løst spektroskopi krever ulike kalibreringsprosedyrer. Disse prosedyrene inkluderer kalibrering av bølgelengde, tilbakeførste korreksjon, og viktigst, følsomhet korreksjon av detektoren. Følsomhet korrigerte data er viktige for sammenligning av målte og modellerte spektra. For en økning av signal-til-støy-forhold, er flere laser-indusert nedbrytning hendelser registrert.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
En. Optisk System Setup
- Plasser en strålesplitter ved utkjørselen av laseren, slik at 1064 nm bølgelengde lys å passere gjennom og til å reflektere all annen forbigående laserstråling i en bjelke dump.
- Plasser en høyhastighets PIN-fotodiode-detektor for å ta opp en del av den laserstråling reflekteres av stråledeleren. Koble dette detektoren til oscilloskop med koaksialkabelen for å overvåke den optiske pulsen med hensyn til å utløse ved funksjonsgenerator, og forekomsten av Q-svitsjing i Nd: YAG laser-enheten.
- Juster tre IR-reflekterende speil for å plassere strålen er parallell med slissen i spektrometeret.
- Plasser en linse ifølge translasjonelle trinn for å fokusere strålen for å generere optiske sammenbrudd plasma parallelt med spektrometeret slit. Juster to kvarts linser for det formål å billeddanne plasma inn i slissen. De to fokusobjektiver optimalt matche spektrometer design, noe som betyr at den endelige objektivet har en aperture å oppnå af # identisk med den f # av spektrometeret interne optikk.
- For målinger over 380 nm, posisjonere en cut-on filter mellom de to linser for det formål å blokkere stråling under 380 nm. Cut-on filteret undertrykker mulige UV-bidrag (på grunn av andre rekkefølgen på rist) til den målte spektra.
2. Data Acquisition Setup
- Koble en bølgeform funksjonsgenerator som gir en trekantet bølge på 50 Hz til en spesialbygget en del-med-fem-krets for å oppnå 10 Hz. Den optiske flerkanals analysator (OMA) er operert ved 50 Hz og lampene av Nd flash: YAG laser er synkront opererte på 10 Hz. Man kan bruke en ICCD i stedet for OMA, som opererer synkront med frekvensen av det pulsede laserstråling.
- Koble en av utgangene av den spesialtilpassede en del-med-fem-krets til en digital forsinkelsesgenerator. Bruk én utgang for å synkronisere Nd: YAG flash lamper og en annen utgang til fortsrol utløser av den lineære diodematrise forsterker og optisk flerkanals analysator. Igjen, i stedet for den intensiverte lineære diode array og OMA man kan bruke en ICCD.
- Relé den justerbare trigger utgangen fra laser-enheten til et oscilloskop, og en pulsgenerator. Den oscilloskop vil bli brukt for å overvåke når den pulsede laserstråling vil være tilgjengelig for optisk analyse generasjon eller laserablasjon.
- Koble høyspenning utgangen på den digitale pulsgenerator av den intensiverte lineære diode array.
- Sett den andre utgang fra pulsgeneratoren til oscilloskopet.
- Koble den intensiverte lineære diodematrise utgang til OMA.
Tre. Synkronisering og måling
- Sett bølge-formen funksjonsgenerator for å sende ut en trekant puls som opererer ved 50 ± 1 Hz. Denne funksjonen generator gir master frekvens. Et spesialbygget en del-med-fem-krets og en digital forsinkelsesgenerator benyttes for vekselstrømkuratere synkronisering.
- Initiere vannkjølingssystem og strømforsyning for laserenhet. Aktiver laser.
- Bestem tiden for laserstråling å reise fra utløpsåpningen av Nd: YAG-laser til området foran den spektrometer sliss som følger: Mål avstanden av lysbanen og beregn transittiden ved hjelp av den hastighets av-lys. Konto for denne transitt tid i å sette porten forsinkelsen i neste trinn.
- På den digitale pulsgenerator, at det separerte lengden for måling og tidsforsinkelsen fra optiske sammenbrudd eller laserablasjon puls, og bruke oscilloskop for å overvåke tidsforsinkelsen. Forsinkelsen tid vil avgjøre hvor lenge å vente for datainnsamling etter sammenbrudd oppstår. Porten bredde bestemmer hvor lenge diode array blir utsatt for plasma-stråling.
- Generer optiske sammenbrudd i luft og / eller plassere en prøve på det translasjonelle stadium slik at ablasjon vil oppstå. Bilde av Mikro på spektrometer slit.
- Begynn målinger og registrere data med den intensiverte lineære diode array og optisk flerkanals analysator (eller med en ICCD).
4. Bølgelengde Kalibrering
- Record spektra fra standard kalibrerings lamper: neon, kvikksølv, og hydrogen lamper. Bruk den eksperimentelle ordningen med lamper satt på det stedet hvor plasma ble generert.
- Ved hjelp av de kjente bølgelengder fra lamper, utføre en lineær eller kubikk skikket til å få tak i pixel-bølgelengde korrespondanse. Hensikten med en nøyaktig kalibrering, er å korrigere for ulineariteter som vanligvis er forbundet med måling av spektra.
- Gjenta kalibreringer for H, C 2, CN, og TIO spektrale regioner av interesse.
5. Intensitet Kalibrering
- Slå på en wolfram kalibrering lampe og vent til det å varme opp.
- Bruk av en optisk pyrometer for å måle temperaturen av den aktive lampen.
- Bruk den eksperimentelle ordningen til record spekteret av den aktive lampen.
- Beregn en black kurve fra Plank stråling lov å bruke den målte temperaturen som inngangsparameter.
- Monter den beregnede kurve for spekteret av den aktive lampen. Bestem de forhold ved hvilke de lagrede intensiteter fra den beregnede kurve. Anvende disse faktorer for å korrigere innspilt spektra for bølgelengde-avhengige følsomheten til detektoren.
- Gjenta dette for hver region spektrometeret ble brukt.
6. Dataoverføring
- Forbered medium for filoverføringer.
- For hver data måling, ta det opp på medium.
- Ta dette mediet og laste opp filene på den til en jobb-PC.
7. Fil Forberedelse
- For hver fil, analysere den inn i seksjoner, en som inneholder registrerte data, og de andre som spesifiserer starter bølgelengde og gjennomsnittlig bølgelengde skift per datapunkt.
- Bruk disse delene til å opprette en ny fil for å matchebølgelengder med registrerte data.
8. Diatomic Molecular Analysis
- Velg bølgelengde fil og tilsvarende linje styrke fil.
- Velg baseline offset.
- Angi om offset er konstant, lineær eller kvadratisk.
- Sett de tilsvarende koeffisientene til enten faste eller variable verdier.
- Sett oppløsning og temperatur, som begge kan være enten fast eller variert.
- Angi toleranse for tilpasning for den syntetiske spektra å være skikket til den målte spektra.
- Monter beregnede den eksperimentelle spektra ved bruk av en Nelder-Mead algoritme.
- Ved hjelp av de best tilpassede parametere av den beregnede spektra for hver måling, antyde Mikroparametre observert på de ulike tidsforsinkelser og gate bredder brukes.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
LIBS benytter pulset laser-stråling i tilstrekkelig grad å ionisere en prøve for å danne plasmaet. Laser-indusert nedbrytning av gassformige stoffer vil skape plasma som er sentrert på det sentrale område av eksitasjon strålen, mens laserablasjon på faste overflater vil produsere plasma over prøvens overflate. Plasmaet dannes ved å fokusere den optiske stråling av størrelsesorden 100 GW / cm 2 for nanosekund sammenbrudd pulser. For å produsere laserablasjon plasma, typisk en GW / cm 2 er mer enn nok. Den induserte plasma stråling er spredt av et spektrometer. Bare for bestemte tidsforsinkelse fra optisk sammenbrudd, er atom-og diatome spektra godt utviklet. Figurene 3-7 illustrerer representative resultater.
Tidlig i plasma råte, atom linjer utvikle seg som den fritt elektron bakgrunnsstråling avtar. Senere, i hovedsak på grunn av rekombinasjon, molekylære spektra kan registreres. I experiments, må forsterkeren for den lineære diode array bli nøyaktig utløses. Alternativt må en ICCD bli nøyaktig utløses også. Dette utløser (eller timing) må være gjennomgående, slik at det ervervede data er sammensatt av bidrag på en nøyaktig tidsforsinkelse fra nedbrytnings event. Senere har OMA digitaliserer signalet fra den intensiverte lineære diode array og lagrer data. For en ICCD, er timing like viktig og data lagres på samme måte. I forsøkene med den intensiverte lineære diode array, OMA poster bare den første av fem skanner, de andre fire gjenværende skanninger er overflødige, men påfølgende skanninger blir ignorert. Figur 2 illustrerer hvordan representanten intensivert lineær diode array-resultat er oppnådd.
For undersøkelser vedrørende atomarter, er atomlinjer undersøkt med hensyn til de spektrallinjer 'form og bredde. De målte atom linjeformer og bredder blir sammenlignet med korresponderendeteoretiske modeller. Denne sammenlikning tillater en å bestemme elektrontettheten i det observerte område av plasma. I undersøkelser av diatome molekylære spektra, vanligvis mange spektrallinjer bidra til flere molekylære band. For hver måling, blir spektra analysert med hensyn til de former, bredder, og relative intensiteter av de enkelte linjer som finnes i de molekylære bånd. Sammenligning av målte og beregnede spektra benytter linje styrker avledet fra diatomic kvanteteori sammen med høyoppløselige spektrale data som er tilgjengelige i litteraturen. Denne sammenligning gjør det mulig å utlede en eksitasjon temperatur av diatome-molekyler i det observerte område av plasma. Beslaget oppnås med en Nelder-Mead algoritme, slik at man for å utføre en multiparameter, ikke-lineær tilpasning av beregnede spektra til den målte spektra. I det følgende er resultatene presenteres for utvalgte eksperimenter som tar diatomic molekylære og atomære linjespektra. p>
Fig. 3 viser målt og montert TiO spektra. Når imaging visse områder av TiO skyen, den montert temperatur versus tid viser et lokalt minimum. Dette minimum er muligens på grunn av forbrenning.
Den primære analysen mål for hydrogen spektra er å bestemme elektrontettheten og temperaturen fra den tid-løst spektra for de hydrogen-alfa-og hydrogen-beta linjer. Figur 4 viser hydrogen alfa-profiler tatt opp langs spaltehøyden. Laboratorieluftarter som for eksempel nitrogen og oksygen forårsake hydrogen alfa-linjer for å dukke opp etter den første optiske sammenbrudd event. Utviklingen av hydrogen-alfa linjen blir undersøkt for tidsforsinkelser på 0,4 usekunder opptil 30 usekunder etter at den optiske sammenbrudd. Hydrogen alfa Figuren viser også en høyere elektrontetthet i midten av plasma, som vises i figuren nær midten av den angitte spalte akse.
jove_content "> C-2-molekylet, viser at de laveste rotasjons nivåer er følsom for temperaturvariasjoner, og høyere rotasjons nivåer er følsomme for det omkringliggende gass-tetthet og strålefeltet. Figur 5 viser et typisk målt og utstyrt resultat følgende laserablasjon i luft. Analysis av karbon Swan-spektra omfatter å studere dannelsen av C-2 på grunn av rekombinasjonen i et forsøk på å forstå dannelsen av C-2 og CN følgende laserablasjon av graphene. Figur 6 viser registrert og montert CN spektra, og figuren viser også utmerket overensstemmelse med teori. Forsøks spektra samsvarer godt med den beregnede spektra, og overbevis enighet kan sees i de bakre ender og båndhoder. likhet med C-2-spektra, rotasjonen / vibrasjonsspektra av aluminium monoksyd viser velutviklet molekylære band for den forhøyede temperatur i forfalne laser-indusert Mikro. Figure 7 viser målt og utstyrt AlO spektra. Siden AlO er et tidlig produkt i forbrenningen av aluminium, har spektroskopiske studier AlO anvendelser i aluminium forbrennings studier, hovedsakelig for temperaturbestemmelse.
. Figur 1 skjematisk arrangement viser de følgende eksperimentelle komponenter: (1) strålesplitteren for å avlede en mindre del av 1064 nm laser-stråling, (2) Infrarødt reflekterende speil til vertikalt innrett bjelken foran spektrometer, (3) til linsen fokusere strålen til et stramt spot for optisk sammenbrudd, (4) stjernen symboliserer optisk sammenbrudd eller laser ablasjon plasma, og (5) to linser for å matchefokusering optikken i spektrometeret. Den sync boks, bølge, og forsinkelsen generator oppnå elektronisk synkronisering av laser og intensivert lineær diode array og OMA (eller ICCD) opererer frekvenser. Fotodioden, pulsgenerator og oscilloskop tillater en å nøyaktig kontrollere og overvåke måling vinduet for LIBS. Klikk her for å se større bilde .
Figur 2. Tidsdiagram for tid-løst LIBS målinger. OMA sync og laser flash lampe sync er levert av en bølge og forsinkelse generator og spesialbygde kretser. Laserpuls trigger og brann puls er levert av Nd: YAG laser enhet sammen med Q-switch delay kontroll. En ekstra pretrigger, elektronisk puls (ikke vist) er også levert av Nd: YAG laser produsenten. Dette pretrigger lar oss nøyaktig og effektivt kontrollere detektoren gate forsinkelse av OMA / ICCD system. Den OMA avlesning skjer etter at eksponering av diode array, inkludert fire påfølgende men ignorert avlesning skanninger. For enkeltpuls eksperimenter, er individuelle OMA leselig lagret separat i minnet. For 100-scan gjennomsnittsmålinger, er OMA avlesning skanner lagt og deretter lagret. Klikk her for å se større bilde .
Figur 3. De målte og syntetiske utslipps spektra viser TiO A 3 → X 3 Δ Δ v = 0 overgang. De målte data ble samlet inn med den intensiverte lineære diode array ved forsinkelse av t forsinkelse = 95 usekunder med en gate bredde på to usekunder. Den målte spektra er passe med computertomografi spektra som tilsvarer en spektral oppløsning på FWHM = 0,09 nm og en antatt temperatur T = 3300 K. Klikk her for å se større bilde .
Figur 4. Hydrogen Balmer alfa linjen som ble registrert i 1,07 x 10 5 Pa hydrogengass. Utslippene av 1000 påfølgende optisk sammenbrudd hendelsene var disdispergert med spektrometeret og samlet inn med en ICCD, 0.042 usekunder fra optisk sammenbrudd og romlig løst langs spektrometer slit-høyde. For denne tidsforsinkelsen, er den maksimale elektron nummer tetthet 0,32 x 10 25 elektroner / m 3, og den maksimale Hα rødforskyvning utgjør 1,2 nm. Individuell spektra av hydrogen alfa-og beta-linjer er illustrert for eksempel i Parigger 6.. Innspillingen av hydrogen alfa-og beta linjer følgende sammenbrudd i luft er en del av dokumentaren video av denne Jove publikasjon. Klikk her for å se større bilde .
Figur 5. Den C 2 Swan SPECTra, ble oppsamlet ved intensivert lineær diode-arrangement ved en tidsforsinkelse t forsinkelse = 20 usekunder ved hjelp av en portbredde på en usekunder. det målte spekteret var passer med beregnede spektra for en FWHM spektral oppløsning på 0,07 nm og en temperatur på T = 5600 K er utledes. Klikk her for å se større bilde .
Figur 6. CN B 2 ε + → X 2 ε + fiolett overgangen ble tatt opp med intensivert lineær diode array på tidsforsinkelse på t forsinkelse = 70 usekunder med engate bredde på 4 usekunder. Den målte spekteret er passe med computertomografi spektra ved hjelp av en FWHM spektral oppløsning på 0,09 nm. Antatt temperaturen er T = 6600 K. Klikk her for å se større bilde .
Figur 7. The AlO B 2 ε + → X 2 ε + diatomic spektra for de Δ = 0 overganger ble oppsamlet med den intensiverte lineære diode-arrangement ved en tidsforsinkelse av T delayn = 45 usekunder ved hjelp av en portbredde på 5 usekunder. Den monteres spektra er beregnet ved hjelp av en FWHM spektral oppløsning0,09 nm. inferred temperatur utgjør T = 3900 K. Klikk her for å se større bilde .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Klokken løst måleprotokoll og representative resultatene er nærmere omtalt her. Det er viktig å synkronisere laserpulser, som genereres med en hastighet på 10 Hz, med 50 Hz driftsfrekvens for intensiverte lineære diode array og OMA (eller ICCD). Videre er avgjørende nøyaktig timing av laser pulser og åpning av porten av den intensiverte lineære diode array (eller alternativt ICCD). Den bølgegenerator, som er angitt i den eksperimentelle skjematisk, blir brukt til å synkronisere de laser-pulser og forsterket lineær diode array avlesning som oppnås med den optiske multikanal analysator. En pulsgenerator anvendes for å justere tidsforsinkelsen for målingene.
Temporal overlapping av laserpulsen sentrert i forsterker gate-keeper vinduet svarer til den innledende nulltidsforsinkelsen, t forsinkelse = 0. I forsøk på å bestemme den tidsmessige utviklingen av emisjonsspektra, tidsforsinkelsen fraoptisk sammenbrudd er variert. For eksempel kan hydrogenet alfa linje ikke sees i luft sammenbrudd arrangement inntil 0,4 usekunder etter den første plasma genereres. Målinger av utslipp spektra krever også bølgelengde og intensitet kalibreringer. Disse kalibreringer er nødvendige for analyse.
For LIBS målinger, observerer plasma evolusjon ved ablating metalliske prøver som Ti, er det ofte mange atom linjer som er tilstede i bølgelengdeområdet av diatome overganger av interesse. Disse linjene kan være vedvarende i samlet spektra, selv på senere forsinkelsestider. Imidlertid kan noen av disse linjer forekommer i andre rekkefølgen av dispersive gitteret i spektrometeret. Anvendelse av en lav-pass filter er fordelaktig å blokkere slike andre-ordens bidrag.
Mens prosedyrene for innsamling av data er viktig, de metoder som brukes for montering holder en like stor tyngde. Temperatur slutninger er utført av passende syntetisk spektra med varierendeMikro parametre til de innsamlede spektra benytte en Nelder-Mead algoritme. Påliteligheten av denne prosedyren er kraftig forbedret når bakgrunnen av spektrene kan være nøyaktig identifisert. I denne sammenheng refererer betegnelsen bakgrunnen til alt i de registrerte spektra med unntak av den atomære eller molekylære overgang av interesse. For å kvantifisere effekten av denne bakgrunn, er de registrerte dataene undersøkt ved å analysere signal til støyforhold med hensyn til virkning på antatt temperatur utledes fra diatomic molekylære spektra. Denne undersøkelsen er tilrettelagt av bruk av Monte Carlo typen simuleringer.
Betydningen av kort-gate tid-løst målingen omfatter absolutt evnen til å fange svært spent atom-og molekylspektra. For hydrogen Balmer alfa linje, bruk av 6 nsek porten ført vellykket bestemmelse av elektrontettheten opp til nesten 10 25 / m 3. For diatomic molekylær utslipp spectra, er eksitasjon temperaturer i overkant av 6000 K typisk for LIBS med nanosekund Nd: YAG laserstråling. Uten en forsterker, ville målinger utgjør et gjennomsnitt over tid registrert i løpet av de forbigående hendelsene. De illustrerte snapshots i gang tillater en å undersøke generasjon og nedbrytning av laser indusert plasma. Man kan i prinsippet plate sterkt spent molekyl spektra litt forskjøvet fra den lyse laser-indusert plasma, for eksempel i studier av plasmabrennere. Imidlertid vil man ikke ta opp de tidlige dynamikken i plasma råte, inkludert målinger av svært eksiterte atomarter.
Fremtidige anvendelser av laboratoriemåling av atom-og molekyl spektra følgende laser-induserte optiske sammenbrudd fortsette å være av både grunnleggende og anvendelse rettet interesse. Målinger av atom linje bredder tidlig i plasma forfallet tillater en å bestemme plasma vilkår / parametere. Pågående forskningsinnsats inkluderer nøyaktig modusling av Stark utvidelse og / eller linjeformer. Molekylære spektra, sammen med nøyaktig kunnskap om de overganger av interesse, viser økt antall anvendelser, spesielt i områder med identifikasjon, karakterisering, og bestemmelse av, for eksempel, eksplosiver, forbrennings fjær, fremragende atmosfærer, eller kjemisk sammensetning. Metoder og anvendelser av tidsoppløst spektroskopi er viktig for å etablere dynamikken etter generering av plasma med laserstråling. Disse dynamikk er plasma-svingninger, endringer av linjeformer på grunn av kollisjoner, utslipp skyldes rekombinasjon stråling og / eller forbrenningsprosesser. Temporal separasjon av de prosesser som skjer følgende optisk sammenbrudd er viktig for å bestemme de forbigående fenomen. Vi forstår at den innledende LIBS anvendelse av elementær analyse på grunn av stråling fra atomarter blir sterkt forsterket av målinger av molekylarter som inkluderer analyse av stråling fra forskjellige, individual atom isotoper og isotopomers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfatterne erklærer at de ikke har noen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Forfatterne takker Mr. JO Hornkohl for interesse og diskusjon om beregning av diatome molekylær linje styrker. Dette arbeidet er delvis støttet av Senter for Laser Applications ved University of Tennessee Space Institute.
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
- Miziolek, A. W., Palleschi, V., Schechter, I. Laser Induced Breakdown Spectroscopy. , Cambridge University Press. New York. (2006).
- Cremers, D. E., Radziemski, L. J. Handbook of laser-induced Breakdown Spectroscopy. , John Wiley. New York. (2006).
- Singh, J. P., Thakur, S. N. Laser Induced Breakdown Spectroscopy. , Elsevier Science. New York. (2007).
- Hahn, D. W., Omenetto, N. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part I: review of basic diagnostics and plasma-particle iterations: still-challenging issues within the analytical plasma community. Appl. Spectrosc. 64, (2010).
- Hahn, D. W., Omenetto, N. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part II: review of instrumental and methodological approaches to material analysis and applications to different fields. Appl. Spectrosc. 66, 347 (2012).
- Parigger, C. G. Atomic and molecular emissions in laser-induced breakdown spectroscopy. Spectrochim. Acta Part B. 79, 4-16 (2013).
- Konjević, N., Lesage, A., Fuhr, J. R., Wiese, W. L. Experimental Stark widths and shifts for spectral lines of neutral and ionized atoms. J. Phys. Chem. Ref. Data. 31, 819-927 (2002).
- Oks, E. Stark broadening of hydrogen and hydrogen-like spectral lines in plasmas: the physical insight. Alpha Science Int. , Oxford. (2006).
- Parigger, C. G., Dackman, M., Hornkohl, J. O. Time-resolved spectroscopy measurements of hydrogen-alpha, -beta, and -gamma emissions. Appl. Opt. 47, (2008).
- Parigger, C. G., Oks, E. Hydrogen Balmer series spectroscopy in laser-induced breakdown plasmas. Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 13-23 (2010).
- Lucena, A. D., Tobaria, L. M., Laserna, J. J. New challenges and insights in the detection and spectral identification of organic explosives by laser induced breakdown spectroscopy. Spectrochim. Acta Part B. 66 (1), 12-20 (2011).
- Swafford, L. D., Parigger, C. G. Measurement of hydrogen Balmer Series lines following laser-induced optical breakdown in laboratory air. Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).
- Hornkohl, J. O., Nemes, L., Parigger, C. G. Spectroscopy of Carbon Containing Diatomic Molecules. Spectroscopy, Dynamics and Molecular Theory of Carbon Plasmas and Vapor. Nemes, L., Irle, S. , World Scientific. Singapore. 113-165 (2011).
- Parigger, C., Hornkohl, J. O. Diatomic molecular spectroscopy with standard and anomalous commutators. Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 1, 25-43 (2010).
- Parigger, C. G., Hornkohl, J. O.
- Hermann, J., Peronne, A., Dutouquet, C. Analysis of the TiO-γ System for temperature measurements in laser-induced plasma. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 34, 153-164 (2001).
- Woods, A. C., Parigger, C. G., Hornkohl, J. O. Measurements and analysis of titanium monoxide spectra in laser-induced plasma. Opt. Lett. 37, 5139-5141 (2012).
- Witte, M. J., Parigger, C. G. Measurement and analysis of carbon Swan spectra following laser-induced optical breakdown in air. Accepted, Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 4 (1), (2013).
- Surmick, D. M., Parigger, C. G., Woods, A. C., Donaldson, A. B., Height, J. L., Gill, W. Analysis of emission Spectra of Aluminum Monoxide in a Solid Propellant Flame. Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 2-137 (2012).
- Woods, A. C., Parigger, C. G. Time-resolved Temperature Inferences Utilizing the TiO A3φ→X3Δ Band in Laser-induced Plasma. Int. Rev. Atom. Mol. Phys. 3 (2), 103-111 (2012).
