Specie molecolari e atomiche biatomiche risolte nel tempo sono misurate utilizzando LIBS. Gli spettri sono raccolte a vari ritardi a seguito della generazione di plasma di breakdown ottico con Nd: radiazione laser YAG e vengono valutati per dedurre densità elettronica e temperatura.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Misura e Analisi di idrogeno atomico e molecolare Diatomic AlO, C
In questo articolo
Sommario
Abstract
In questo lavoro, presentiamo le misure risolte nel tempo di spettri atomici e diatomic seguente ripartizione ottica indotta da laser. Viene utilizzata una disposizione tipica LIBS. Qui operiamo un laser Nd: YAG a una frequenza di 10 Hz alla lunghezza d'onda fondamentale di 1.064 nm. Le 14 nanosecondi impulsi con anenergy di 190 mJ / impulso sono concentrati per un micron taglia 50 posto per generare un plasma da guasto ottico o ablazione laser in aria. Il microplasma è ripreso sulla fessura di ingresso di un 0,6 m spettrometro, e spettri vengono registrati tramite un 1.800 scanalature / mm reticolo di un array di diodi lineare intensificata e analizzatore multicanale ottico (OMA) o un ICCD. Di interesse sono linee atomiche Stark-ampliato della serie di Balmer dell'idrogeno per dedurre la densità di elettroni. Elaboriamo anche su misure di temperatura da spettri di emissione di ossido di alluminio biatomica (AlO), carbonio (C 2), cianogeno (CN), e ossido di titanio (TiO).
Le procedure sperimentali includono wavelength e calibrazioni sensibilità. Analisi degli spettri molecolare registrata è compiuta dal montaggio di dati con carichi di rottura tabulati. Inoltre, le simulazioni di tipo Monte-Carlo vengono eseguite per valutare i margini di errore. Misure risolte nel tempo sono essenziali per il plasma transitoria comunemente incontrati in LIBS.
Introduzione
Spettroscopia ripartizione laser-indotta (LIBS) tecniche di 1-5 hanno applicazioni in atomico 6-12 e studi molecolari di plasma 13-20 generata con radiazione laser. Spettroscopia risolta nel tempo è essenziale per la determinazione delle caratteristiche dei transienti di plasma. Temperatura e la densità di elettroni, per citarne solo due parametri del plasma, possono essere misurati fornito un modello teorico ragionevole ripartizione plasma è disponibile. Separazione delle radiazioni a elettroni liberi dalle emissioni atomiche e molecolari ci permette di esplorare con precisione fenomeni transitori. Focalizzando l'attenzione su un....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
1. Installazione del sistema ottico
- Collocare un divisore di fascio all'uscita del laser, permettendo la luce di lunghezza d'onda di 1.064 nm di passare attraverso e riflettere ogni altra radiazione laser transitoria in una discarica fascio.
- Collocare un rilevatore fotodiodo PIN alta velocità per registrare una porzione della radiazione laser riflesso dal divisore di fascio. Collegare questo rivelatore all'oscilloscopio con cavo coassiale per monitorare l'impulso ottico rispetto alla attivazione mediante il generatore di funzioni e verificarsi del Q-switching in Nd: dispositivo laser YAG.
- Allineare tre specchi riflettent....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
LIBS utilizza radiazione laser impulsata per ionizzare sufficientemente un campione per formare plasma. Ripartizione laser-indotta delle sostanze gassose creerà plasma che è centrata sulla regione focale del fascio di eccitazione, mentre ablazione laser su superfici solide produrrà plasma sopra la superficie del campione. Il plasma è generato concentrando la radiazione ottica dell'ordine di 100 GW / cm 2 per impulsi di composizione nanosecondo. Per produrre ablazione laser plasma, tipicamente 1 GW / cm
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
Il tempo risolto protocollo di misura e risultati rappresentativi sono ulteriormente discusso qui. È importante sincronizzare gli impulsi laser, generati ad una velocità di 10 Hz, con la frequenza di funzionamento 50 Hz dell'array intensificato lineare diodo e OMA (o ICCD). Inoltre, i tempi precisi di impulsi laser e l'apertura del cancello della matrice intensificata lineare diodo (o in alternativa ICCD) è essenziale. Il generatore di onde, indicato nello schema sperimentale, viene utilizzato per sincronizzare .......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Tutti gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il Sig. JO Hornkohl per l'interesse e la discussione sul calcolo di biatomiche punti di forza della linea molecolare. Questo lavoro è in parte sostenuto dal Centro per le applicazioni laser presso l'Università del Tennessee Spazio Institute.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Custom Box | UTSI | None | Divisore di segnale e condizionatore. Al suo posto può essere utilizzato un oscilloscopio. |
| Generatore digitale di ritardo/impulsi a quattro canali | Stanford Research Systems, Inc. | Modello DG535 | Aziende: Tequipment, diyAudio |
| Oscilloscopio digitale al fosforo a colori a quattro canali | Tektronix | TDS 3054 | 500 MHz - 5 GS/sec, Aziende: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| Wavetek FG3C Generatore di funzioni | Wavetek | FG3C | Aziende: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision |
| Nd:YAG Laser | Quanta-Ray | DCR-2A(10) PS | Radiazione laser, Classe IV. Aziende: Lambda Photometrics, Continuum, Ellipse, Newport |
| Si Biased Detector | Thorlabs | DET10A/M | 200-1.100 nm, con filtro riflettente ND10A. Aziende: Canberra, Edmund Optics |
| Nd:YAG Laser Line Mirror, 1.064 nm | Thorlabs | NB1-K13 | Aziende: Edmund Optics, Newport |
| 1 in silice fusa Bi-Convex Lens, | Newport | SBX031 | Aziende: Edmund Optics, Thorlabs |
| 2 in Silice Fused Plano-Convex lens, Newport | SPX049 | Convex lens, f/4. Aziende: Edmund Optics, Thorlabs | |
| Spectrograph | Instruments S.A. divisione Jobin-Yvon | HR 640 | Aziende: Andor, Newport, Horiba |
| Controllore manuale ed elettronico per la divisione Spectrograph | Instruments S.A. Jobin-Yvon | Model 980028 | Controllore manuale ed elettronico per Spectrograph |
| Mega 4000 | Mega | Model 129709 | Interfaccia computer per spettrografo |
| Monitor Gateway 2000 Crystal Scan 1024 | Monitor | Gateway PMV14AC | per interfaccia computer |
| Oscilloscopio da 20 MHz | BK Precision | Modello 2125 | Aziende: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| 6040 Generatore di impulsi universale | Berkeley Nucleonics Corporation | Modello 6040 | Aziende: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers |
| Componente separato per il generatore di impulsi universale 6040 | Berkeley Nucleonics Corporation | Modello 202 H | Componente separato per il generatore di impulsi universale 6040 |
| Telecamera ICCD | EG& G Parc | Modello 46113 | Aziende: Andor, Standford Computer Optics, LaVision, Hamamatsu |
| OMA III | EG& G Parc | Model 1460 | Acquisizione e analisi dati spettrali. Unità fuori produzione, sostituita da software installato sui computer. |
Riferimenti
- 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 Yo....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
Esplora altri articoli
Spettroscopia di emissione ottica con plasma indotto da laserSpettri dell'idrogeno atomicoSpettri molecolari diatomiMisurazione della densità elettronicaDeterminazione della temperaturaCalibrazione della lunghezza d'ondaCalibrazione dell'intensitàSimulazione Monte CarloMisurazioni risolte nel tempoGenerazione di plasma ottico
