Medición y Análisis de hidrógeno atómico y molecular diatómico AlO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, y el TiO Spectra siguiente desglose óptica inducida por láser

Resumen

Especies moleculares atómicas y diatómicas Tiempo de resolver se miden usando LIBS. Los espectros se recogieron en varios retardos de tiempo después de la generación de plasma de rotura óptica con Nd: la radiación láser YAG y se analizan para inferir la densidad electrónica y la temperatura.

Resumen

En este trabajo, presentamos las mediciones con resolución temporal de los espectros atómicos y diatómico siguientes rotura óptica inducida por láser. Se utiliza un arreglo típico LIBS. Aquí operamos un láser de Nd: YAG a una frecuencia de 10 Hz a la longitud de onda fundamental de 1064 nm. Los 14 ns pulsos con anenergy de 190 mJ / pulso están enfocados a un tamaño de 50 micras lugar para generar un plasma de rotura óptica o ablación con láser en el aire. El microplasma se forma la imagen sobre la rendija de entrada de un espectrómetro de 0.6 m, y los espectros se registran usando un 1,800 surcos / mm rejilla de una matriz de diodos lineal intensificado y analizador óptico multicanal (OMA) o un ICCD. De interés son las líneas atómicas ampliado-Stark de la serie de Balmer de hidrógeno para inferir la densidad de electrones. También en detalles sobre las mediciones de temperatura de los espectros de emisión diatómica de monóxido de aluminio (ALO), carbono (C _2), de cianógeno (CN), y monóxido de titanio (TiO $).

Los procedimientos experimentales incluyen wavelength y calibraciones de sensibilidad. Análisis de los espectros molecular grabado se lleva a cabo por el ajuste de los datos con resistencias a la línea tabulados. Por otra parte, las simulaciones de tipo Monte-Carlo se realizan para estimar los márgenes de error. Mediciones Tiempo de resolver son esenciales para el plasma transitoria comúnmente encontrado en LIBS.

Introducción

Espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) Técnicas de ^1-5 tienen aplicaciones en ^6-12 atómica y estudios moleculares de plasma ^13-20 generada con radiación láser. Espectroscopia resuelta en el tiempo es esencial para la determinación de las características transitorias del plasma. La temperatura y la densidad de electrones, por nombrar sólo dos parámetros del plasma, se pueden medir proporcionado un modelo teórico razonable de la descomposición de plasma está disponible. La separación de la radiación de electrones libres de emisiones atómicas y moleculares nos permite explorar con precisión los fenómenos transitorios. Al cen....

Protocolo

1. Configuración del sistema óptico

1. Coloque un divisor de haz a la salida del láser, permitiendo que la luz de longitud de onda 1.064 nm pase a través y para reflejar todos los demás radiaciones láser transitoria en un vertedero de haz.
2. Coloque un detector de fotodiodo PIN de alta velocidad para grabar una parte de la radiación láser reflejada por el divisor de haz. Conectar este detector al osciloscopio con cable coaxial para supervisar el pulso óptico con respecto a la activación por el generador de funciones y la ocurrencia de la conmutación Q en el Nd: YAG dispositivo.
3. Alinear tres espejos reflectantes de IR para posicionar el haz p....

Resultados

LIBS utiliza la radiación de láser pulsado para ionizar suficientemente una muestra para formar el plasma. Desglose inducida por láser de sustancias gaseosas creará de plasma que está centrado sobre la región focal del haz de excitación, mientras que la ablación con láser en superficies sólidas producirá de plasma sobre la superficie de la muestra. El plasma se genera por enfocar la radiación óptica en el orden de 100 GW / cm ² de pulsos de nanosegundos de degradación. Para producir la ablación con láser de p.......

Discusión

La resolución temporal protocolo de medición y resultados representativos se discuten más aquí. Es importante sincronizar los pulsos de láser, generados a una tasa de 10 Hz, con la frecuencia de funcionamiento de 50 Hz de la matriz intensificado lineal de diodo y OMA (o ICCD). Además, la sincronización exacta de pulsos de láser y la apertura de la puerta de la matriz intensificado lineal de diodo (o alternativamente ICCD) es esencial. El generador de ondas, se indica en el esquema experimental, se utiliza para sincroniz.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Caja personalizada	UTSI	Ninguno	Divisor y acondicionador de señal. En su lugar se puede utilizar un osciloscopio.
Generador digital de retardo/pulso de cuatro canales	Stanford Research Systems, Inc.	Modelo DG535	Compañías: Tequipment, diyAudio
Osciloscopio de fósforo digital en color de cuatro canales	Tektronix	TDS 3054	500 MHz - 5 GS/seg, Compañías: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology
Wavetek FG3C Generador de funciones	Wavetek	FG3C	Compañías: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision
Nd:YAG Laser	Quanta-Ray	DCR-2A(10) PS	Radiación láser, Clase IV. Empresas: Lambda Photometrics, Continuum, Ellipse, Newport
Si Biased Detector	Thorlabs	DET10A/M	200-1.100 nm, con filtro reflectante ND10A. Compañías: Canberra, Edmund Optics
Nd:YAG Laser Line Mirror, 1.064 nm	Thorlabs	NB1-K13	Compañías: Edmund Optics, Newport
1 en lente bi-convexa de sílice fundida, sin recubrimiento	Newport	SBX031	Compañías: Edmund Optics, Thorlabs
2 en lente plano-convexa de sílice fundida, lente convexa	Newport	SPX049	, f/4.  Compañías: Edmund Optics, Thorlabs
Spectrograph	Instruments S.A. división Jobin-Yvon	HR 640	Compañías: Andor, Newport, Horiba
Controlador manual y electrónico para la división Spectrograph	Instruments S.A. Jobin-Yvon	Modelo 980028	Controlador manual y electrónico para Espectrógrafo
Mega 4000	Mega	Modelo 129709	Interfaz de computadora para espectrógrafo
Monitor Gateway 2000 Crystal Scan 1024	Monitor de PMV14AC Gateway		para interfaz de ordenador
Osciloscopio de 20 MHz BK	Precision	Model 2125	Compañías: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology
6040 Generador de pulsos universal	Berkeley Nucleonics Corporation	Modelo 6040	Compañías: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers
Componente separado para el generador de pulsos universal 6040	Berkeley Nucleonics Corporation	Modelo 202 H	Componente separado para el generador de pulsos universal 6040
Cámara ICCD	EG& G Parc	Modelo 46113	Compañías: Andor, Standford Computer Optics, LaVision, Hamamatsu
OMA III	EG& G Parc	Modelo 1460	Adquisición y análisis de datos espectrales. Unidad descontinuada, reemplazada por software instalado en las computadoras.

sin recubrimiento