Summary
Tidsopløste atomare og diatomiske molekylarter måles ved hjælp af LIBS. Spektrene opsamles på forskellige tidsforsinkelser efter frembringelsen af optisk opdeling plasma med Nd: YAG laser stråling og analyseres for at udlede elektron tæthed og temperatur.
Abstract
I dette arbejde, vi præsenterer tidsopløste målinger af atomare og diatomiske spektre efter laser-induceret optisk opdeling. En typisk LIBS arrangement anvendes. Her arbejder vi en Nd: YAG-laser med en frekvens på 10 Hz ved fundamentale bølgelængde af 1.064 nm. De 14 nsec pulser med anenergy på 190 mJ / puls er fokuseret på et 50 um spot størrelse til at generere en plasma fra optisk sammenbrud eller laser ablation i luften. Den mikroplasmabue er afbildet på indgangsslidsen af en 0,6 m spektrometer, og spektre er optaget ved hjælp af en 1.800 riller / mm rist en intensiveret lineær diode array og optisk multikanalanalysator (OMA) eller en ICCD. Af interesse er Stark-udvidet atomare linjer af brint Balmer-serien til at udlede elektron tæthed. Vi har også uddybe temperaturmålinger fra diatomiske emission spektre af aluminium-oxid (AlO), kulstof (C 2), cyanogen (CN), og titanium kulilte (TiO).
De eksperimentelle procedurer omfatter wavelength og følsomhed kalibreringer. Analyse af den optagede molekylære spektre opnås ved montering af data med tabellerede styrker linjer. Desuden er Monte Carlo typen simuleringer udført for at estimere fejlmargener. Tidsopløste målinger er afgørende for forbigående plasma almindeligt stødt på LIBS.
Introduction
Laser-induceret opdeling spektroskopi (LIBS) teknikker 1-5 få ansøgninger i atomar 6-12 og molekylære studier af plasma 13-20 genereret med laserstråler. Tidsopløst spektroskopi er afgørende for bestemmelse af transiente egenskaber plasma. Temperatur-og elektron densitet, for blot at nævne to plasma parametre kan måles, over en rimelig teoretisk model af plasma opdeling er tilgængelig. Adskillelse af fri-elektron stråling fra atomare og molekylære emissioner giver os mulighed for præcist at udforske forbigående fænomener. Ved at fokusere på en bestemt tidsmæssig vindue, kan man "fryse" plasma forfald og derved opnå nøjagtige spektroskopiske fingeraftryk. LIBS har en bred vifte af applikationer, og for nylig interesse i LIBS-diagnostik viser en betydelig stigning målt ved antallet af forskere der offentliggør i marken. Pico-og femtosekund genereret mikroplasmabue er løbendeforskningsmæssig interesse, men historisk eksperimentelle LIBS arrangementer udnytter nanosekund laserstråler.
Figur 1 viser en typisk eksperimenterende arrangement til laser-induceret opdeling spektroskopi. Til denne protokol, den funktionelle opdeling energi til den oprindelige stråle er på rækkefølgen af 75 mJ puls, ved den infrarøde bølgelængde af 1.064 nm. Denne puls energi kan justeres efter behov. . Plasmaet spredt af spektrometer og måles med en intensiveret lineær diode array og OMA eller alternativt afbildet på en intensiveret 2-dimensional Charge Coupled Device (ICCD) Figur 2 illustrerer timing diagram for tidsopløste eksperimenter: synkronisering af pulserende laserstråling med udlæsning laserpuls udløser, laser brand, og gate-open forsinkelse.
Vellykket tidsopløst spektroskopi kræver forskellige kalibreringsprocedurer. Disse procedurer omfatter bølgelængdekalibrering tilbagejorden korrektion, og vigtigst, følsomhed korrektion af detektoren. Følsomhed er korrigerede data er vigtige til sammenligning af den målte og modellerede spektre. For en stigning på signal-til-støj-forhold, der er optaget flere laserinducerede opdeling begivenheder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Optical System Setup
- Placer en stråledeler ved afgangen fra laseren, så 1.064 nm bølgelængde lys at passere igennem og for at afspejle alle andre forbigående laserstråling i en stråle dump.
- Placer en højhastigheds-PIN-fotodiode detektor til at optage en del af laserstrålingen reflekteres fra stråledeleren. Forbind denne detektor til oscilloskopet med koaksialkabel til at overvåge den optiske puls med hensyn til udløsning af funktionen generator og forekomst af Q-switching i Nd: YAG laser enhed.
- Juster tre IR reflekterende spejle til at placere bjælken parallelt med slids spektrometer.
- Placer en linse over translationel stadium at fokusere strålen for at generere optisk opdeling plasma parallelt med spektrometer slids. Juster to kvarts linser med henblik på billeddannelse af plasma på spalten. De to Fokuseringslinserne optimalt matche spektrometer design, hvilket betyder den endelige linse har en aperTure til at udrette of # identisk med F # spektrometerets interne optik.
- For målinger over 380 nm, placere en cut-on filter mellem de to objektiver til det formål at blokere stråling under 380 nm. Snittet-on filter undertrykker mulige UV bidrag (på grund af 2. orden på rist) til den målte spektre.
2. Data Acquisition Setup
- Tilslut en bølge-formular funktion generator giver en trekantet bølge ved 50 Hz til en specialbygget kløft-by-fem kredsløb for at opnå 10 Hz. Den optiske multikanalanalysator (OMA) drives ved 50 Hz og blitzlamper af Nd: YAG laser synkront drives ved 10 Hz. Man kan bruge en ICCD i stedet for OMA, der opererer synkront med en sats på den pulserende laser stråling så godt.
- Slut den ene af udgangene på specialbygget kløft-by-fem kredsløb til en digital forsinkelse generator. Brug en udgang til at synkronisere Nd: YAG flash lamper og en anden udgang til control de udløser den lineære diode array intensifier og optisk multikanalanalysator. Igen, i stedet for den intensiverede lineære diode array og OMA man kan bruge en ICCD.
- Relæ den justerbare trigger laserens output enheden til et oscilloskop og en puls generator. Oscilloskopet vil blive anvendt til at overvåge, hvornår den pulserede laserstråling vil være tilgængelige til optisk opdeling generation eller laser ablation.
- Slut højspændingsudgangssignal af den digitale impulsgenerator den intensiverede lineære diode array.
- Forbind den anden udgang på impulsgeneratoren til oscilloskopet.
- Slut den intensiverede lineære diode array output til OMA.
3. Synkronisering og måling
- Indstil bølge-formular funktion generator til output en trekant puls opererer ved 50 ± 1 Hz. Denne funktion generator giver master frekvens. En specialbygget del-med fem kredsløb og en digital forsinkelse generator anvendes til ackuratere synkronisering.
- Igangsætte vand kølesystem og strømforsyning til laser enhed. Aktiver laser.
- Bestemme tid for laserstråling at rejse fra afgangen blænde af Nd: YAG laser til området foran spektrometer slids som følger: Mål afstanden af lysstrålen og beregne transit tid ved hjælp af speed-of-lys. Redegøre for denne transit tid i at sætte porten forsinkelse i næste trin.
- På den digitale pulsgenerator, indstilles porten bredde til måling og forsinkelsestiden fra optisk sammenbrud eller laserablation puls og bruge oscilloskopet til at overvåge forsinkelsestiden. Forsinkelsestiden vil afgøre, hvor lang tid at vente til dataindsamling efter opdeling opstår. Porten bredde bestemmer, hvor længe diodearray udsættes for plasma stråling.
- Generer optisk opdeling i luft og / eller placere en prøve på translationel scenen sådan, at ablation vil forekomme. Billede af mikroplasmabue på spektrometer slids.
- Begynd målinger og optage data med den intensiverede lineære diode array og optisk multikanalanalysator (eller med et ICCD).
4.. Bølgelængde Kalibrering
- Optag spektre fra standardkalibrering lamper: neon, kviksølv og brint lamper. Brug den eksperimentelle arrangement med lamper sat på det sted, hvor plasma blev genereret.
- Brug de kendte bølgelængder fra lamper, udføre en lineær eller kubisk egnet til at opnå den pixel-bølgelængde korrespondance. Formålet med en nøjagtig kalibrering er at korrigere for ulineariteter, der normalt er forbundet med måling af spektre.
- Gentag kalibreringer for H, C 2, CN, og TiO spektrale områder af interesse.
5.. Intensitet Calibration
- Tænd et wolfram kalibrering lampe og vent til det at varme op.
- Brug et optisk pyrometer til måling af temperaturen af det aktive lampe.
- Brug den eksperimentelle arrangement til rECORD spektret af den aktive lampe.
- Beregn et sort legeme kurve fra Plank stråling lov ved hjælp af den målte temperatur som input parameter.
- Monter den beregnede kurve til spektret af den aktive lampe. Bestem de faktorer, som de indspillede intensiteter fra den beregnede kurve. Anvende disse faktorer til at korrigere optagede spektre for bølgelængde-afhængige sensitivitet af detektoren.
- Gentag dette for hver region spektrometer blev brugt.
6.. Data Transfer
- Forbered medium for filoverførsler.
- For hver datamålinger, optage det på mediet.
- Tag dette medium og overføre filerne på den til et værk computer.
7.. File Forberedelse
- For hver fil, parse den i sektioner, den ene indeholder indspillede data, og de andre specificerer start bølgelængde og gennemsnitlig bølgelængdeforskydning per datapunkt.
- Brug disse sektioner for at oprette en ny fil til at matchebølgelængder med optagede data.
8.. Diatomiske molekylær analyse
- Vælg bølgelængde filen og tilsvarende linje styrke fil.
- Vælg baseline offset.
- Angiv, om offset er konstant, lineær eller kvadratisk.
- Indstil de tilsvarende koefficienter til enten faste eller variable værdier.
- Indstil opløsningen og temperatur, som begge kan være enten fast eller varieret.
- Indstil tolerance egnet til den syntetiske spektre at være egnet til den målte spektre.
- Monter den beregnede til de eksperimentelle spektre ved hjælp af en Nelder-Mead algoritmen.
- Brug den bedst tilpassede parametre beregnede spektre for hver måling udlede mikroplasmabue observerede parametre på de forskellige forsinkelser og gate bredder brugt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
LIBS benytter pulserende laser stråling i tilstrækkelig ionisere en prøve til dannelse af plasma. Laser-induceret nedbrydning af forurenende stoffer vil skabe plasma, der er centreret omkring den centrale region af exciteringsstrålen, mens laserablation på faste overflader vil producere plasma over prøvens overflade. Plasmaet genereres ved at fokusere den optiske stråling på størrelsesordenen 100 GW / cm 2 for nanosekund opdeling impulser. Til fremstilling af laserablation plasma, typisk 1 GW / cm 2 er mere end tilstrækkeligt. Den inducerede plasma stråling spredt af et spektrometer. Kun for bestemte tidsforsinkelser fra optisk opdeling er atomare og diatomiske spektre veludviklet. Figur 3-7 illustrerer repræsentative resultater.
Tidligt i plasma forfald, atomare linier udvikle sig som den frie elektron baggrundsstråling mindskes. Efterfølgende primært som følge af rekombination, kan optages molekylære spektre. I eksperits, skal forstærkeren af den lineære diodearray nøjagtigt udløst. Alternativt skal en ICCD nøjagtigt udløses så godt. Dette udløser (eller timing) skal ske konsekvent, således at erhvervede data er sammensat af bidrag på en nøjagtig tidsforsinkelse fra den fordeling begivenhed. Efterfølgende OMA digitaliserer signalet fra den intensiverede lineære diode array og gemmer data. For en ICCD, timing er lige vigtige og data opbevares på samme måde. I forsøgene med den intensiverede lineære diode array, OMA optegnelser kun den første af fem scanninger, de øvrige fire resterende scanninger er overflødige, men på hinanden følgende scanninger ignoreres. Figur 2 illustrerer, hvordan repræsentanten intensiveret lineære diode opnås array-resultater.
For undersøgelser vedrørende atomare arter, atomare linier undersøgt med hensyn til de spektrale linjer 'form og bredde. De målte atomare line former og bredder er i forhold til tilsvarendeteoretiske modeller. Denne sammenligning gør det muligt at bestemme elektrontætheden i den observerede område af plasma. I undersøgelser af diatomiske molekylære spektre, som regel mange spektrallinier bidrage til flere molekylære bands. For hver måling, er spektre analyseret med hensyn til de former, bredder og relative intensiteter af de enkelte linier i de molekylære bånd. Sammenligning af den målte og beregnede spektre udnytter line styrker stammer fra diatomiske kvanteteori sammen med høj opløsning spektrale data, der er tilgængelige i litteraturen. Denne sammenligning gør det muligt at udlede en excitation temperatur diatomiske molekyler i det observerede område af plasma. Beslaget er udført med en Nelder-Mead algoritmen tillader en at udføre en multiparameter, lineær pasform beregnede spektre til den målte spektre. I det følgende er resultaterne fremlægges for udvalgte eksperimenter, der behandler diatomiske molekylære og atomare linje spektre. p>
Figur 3 illustrerer måles og monteret TiO spektre. Når billeddannelse visse områder af TiO røgfanen, den er monteret temperatur-tid viser et lokalt minimum. Dette minimum er muligvis på grund af forbrænding.
Den primære analyse mål for hydrogen spektre er at bestemme elektron tæthed og temperatur fra tidsopløst spektre for brint-alfa-og hydrogen-beta linjer. Figur 4 viser hydrogen alfa profiler optaget langs slidsen højde. Laboratorie luft arter såsom kvælstof og ilt forårsage brint alfa linjer til at dukke op efter den indledende optisk opdeling begivenhed. Udviklingen af brint-alpha linie undersøges for forsinkelser på 0,4 mikrosekunder op til 30 mikrosekunder efter optisk opdeling. Hydrogen alpha tal indikerer også en højere elektrondensitet i centrum af plasma, der er vist i figuren nær midten af den angivne spalte akse.
jove_content "> C 2-molekyle viser at dets laveste rotations niveauer er følsomme over for temperatursvingninger, og højere rotations niveauer er følsomme over for den omgivende gas tæthed og strålingsfelt. Figur 5 viser en typisk målt og monteret resultat følgende laserablation i luft. Analyse af kulstoffet Swan spektre omfatter studere dannelsen af C2 skyldes rekombination i et forsøg på at forstå dannelsen af C2 og CN efter laserablation graphene. Figur 6 viser registreres og udstyret KN spektre, og figuren viser også fremragende overensstemmelse med teori. Den eksperimentelle spektre match godt med den beregnede spektra og overbevisende aftale kan ses i de bageste ender og band hoveder. Ligesom C2 spektre rotationen / vibration spektre af aluminium-oxid viser veludviklede molekylære bånd til den forhøjede temperatur i synkefærdig laserinduceret mikroplasmabue. Figure 7 viser måles og monteret AlO spektre. Da AlO er et tidligt produkt ved forbrænding af aluminium, spektroskopiske undersøgelser AlO har anvendelser i forbrændingsprocesser aluminium undersøgelser, primært til temperatur bestemmelse.
. Figur 1 skematisk viser de følgende eksperimentelle elementer: (1) Beam splitter til at aflede en lille del af 1.064 nm laser stråling (2) Infrarøde reflekterende spejle til lodret justere strålen foran spektrometer; (3) linse til fokusere strålen til en stram stedet for optisk opdeling, (4) stjernen symboliserer optisk sammenbrud eller laser ablation plasma, og (5) to linser til at matchefokuseringsoptik af spektrometer. Sync box, bølge, og forsinkelse generator udrette elektronisk synkronisering af laseren og intensiveret lineær diode array og OMA (eller ICCD) opererer frekvenser. Den fotodiode, puls generator, og oscilloskop tillader en at præcist at kontrollere og overvåge målingen vindue til LIBS. Klik her for at se større billede .
Figur 2. Tidsdiagram for tidsopløst LIBS målinger. OMA synkronisering og laser flash lampe sync leveres af en bølge og forsinkelse generator og specialbyggede kredsløb. Laserimpuls udløse og brand puls leveres af Nd: YAG laser enhed sammen med Q-switch delay kontrol. En ekstra pretrigger, elektronisk puls (ikke vist) er også leveret af Nd: YAG laser producenten. Denne pretrigger giver os mulighed for præcist og effektivt styre detektoren gate forsinkelsen af OMA / ICCD system. OMA udlæsning sker efter eksponering af diode-array, herunder 4 efterfølgende, men ignorerede udlæsning scanninger. For enlige puls eksperimenter er individuelle OMA udlæsninger opbevares separat i hukommelsen. For 100-scan gennemsnitlige målinger, er OMA udlæsning scanninger tilføjet, og derefter lagret. Klik her for at se større billede .
Fig. 3. De målte og syntetiske emissionsspektre viser TiO A 3 → X 3 Δ Δ v = 0 overgang. De målte data er indsamlet med den intensiverede lineære diode array ved forsinkelse af t forsinkelse = 95 mikrosekunder med en port bredde på 2 usek. Den målte spektre er fit med beregnede spektre, der svarer til en spektral opløsning på FWHM = 0,09 nm og en afledt temperatur T = 3,300 K. Klik her for at se større billede .
Figur 4.. Hydrogen Balmer alpha linie registreret i 1,07 x 10 5 Pa brint i gasform. Emissionerne af 1.000 konsekutive optisk opdeling begivenheder var dispersed med spektrometer og opsamles med en ICCD, 0,042 usek fra optisk fordeling og stedligt langs spektrometer slids-højde. For denne tidsforsinkelse, det maksimale elektron nummer massefylde er 0,32 x 10 25 elektroner / m 3, og den maksimale ha rødforskydning beløber sig til 1,2 nm. Individuel spektre af hydrogen alfa-og beta-linjer er illustreret for eksempel i Parigger 6. Optagelse af brint alfa og beta linjer følgende fordeling i luft er en del af dokumentarfilm video af denne JOVE publikation. Klik her for at se større billede .
Fig. 5. C 2 Swan SPECTra blev indsamlet med den intensiverede lineære diode array på en tidsforsinkelse t forsinkelse = 20 mikrosekunder hjælp af en gate bredde på 1 usek. Den målte spektrum var egnet med beregnet spektre for en FWHM spektral opløsning på 0,07 nm og en temperatur på T = 5.600 K er udledt. Klik her for at se større billede .
Figur 6.. KN B 2 ε + → X 2 ε + violet overgang blev indspillet med den intensiverede lineære diode array ved tidsforsinkelse på t forsinkelse = 70 mikrosekunder med engate bredde på 4 usek. Den målte spektrum er fit med beregnet spektre ved hjælp af en FWHM spektral opløsning på 0,09 nm. udledte temperatur er T = 6.600 K. Klik her for at se større billede .
Figur 7. Ålö B 2 ε + → X 2 ε + diatomiske spektre for Δ = 0 overgange blev indsamlet med den intensiverede lineære diode array på en tidsforsinkelse af T delayn = 45 mikrosekunder ved hjælp af en gate bredde på 5 usek. Den monteres spektre beregnes ved hjælp af en FWHM spektral opløsning0,09 nm. De udledte temperatur udgør T = 3.900 K. Klik her for at se større billede .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Tiden løst måling protokol og repræsentative resultater er diskuteret yderligere her. Det er vigtigt at synkronisere laserpulser, der genereres med en hastighed på 10 Hz, med 50 Hz frekvens på den intensiverede lineære diode array og OMA (eller ICCD). Endvidere er afgørende præcis timing af laserpulser og åbning af porten af den intensiverede lineære diode array (eller alternativt ICCD). Bølgegeneratoren, er anført i den eksperimentelle skematiske, anvendes til at synkronisere laserpulser og intensiveret lineær diode array udlæsning, der er opnået med den optiske multikanalanalysator. En puls generator er udnyttet til at justere tidsforsinkelsen for målingerne.
Temporal overlapning af laserimpulsen centreret i intensifier gate-åbne vindue svarer til den indledende nul tidsforsinkelse t forsinkelse = 0. I bestræbelserne på at bestemme den tidslige udvikling af emissionsspektre tidsforsinkelsen fraoptisk opdeling er varieret. For eksempel kan hydrogen alpha linien ikke ses i luft nedbrydningsprodukter events indtil 0.4 mikrosekunder efter den oprindelige plasma genereres. Målinger af emissionsspektre kræver også bølgelængde og intensitet kalibreringer. Disse kalibreringer er nødvendige til analyse.
For LIBS målinger, observere plasma evolution ved ablating metalliske prøver såsom Ti, er der ofte mange atomare linier til stede i bølgelængdeområdet af diatomiske overgange af interesse. Disse linjer kan være vedholdende i de indsamlede spektre, selv på senere tidsforsinkelse. Men nogle af disse linjer forekommer i anden rækkefølge af dispersive rist i spektrometer. Anvendelsen af et lavpasfilter er gavnligt at blokere sådanne andenordens bidrag.
Mens procedurerne for dataindsamling er vigtige, de anvendte metoder til montering holde en lige fortjeneste. Temperatur slutninger opnås ved montering syntetiske spektre af varierendemikroplasmabue parametre til de indsamlede spektre anvender en Nelder-Mead algoritmen. Pålideligheden af denne fremgangsmåde er stærkt forbedret, når baggrunden for spektre præcist kan identificeres. I denne sammenhæng henviser udtrykket baggrund henvises til alt i de registrerede spektre bortset fra atomare eller molekylære overgang af interesse. For at kvantificere effekten af denne baggrund er de registrerede data undersøgt ved at analysere signal til støj-forhold med hensyn til deres virkning på den udledte temperatur udledes diatomiske molekylære spektre. Denne undersøgelse lettes ved brug af Monte Carlo typen simuleringer.
Betydningen af kort-gate tidsopløst målingen omfatter helt sikkert evnen til at fange meget ophidset atomare og molekylære spektre. For brint Balmer alpha linien, brug af 6 nsec gate resulterede i en vellykket bestemmelse af elektron tæthed på op til næsten 10 25 / m 3. For diatomiske molekylær emission spECTRA, excitation temperaturer på over 6000 K er typisk for LIBS med nanosekund Nd: YAG laser stråling. Uden en intensifier ville målingerne udgøre et gennemsnit over tid, der registreres i løbet af de forbigående begivenheder. De illustrerede snapshots i tid, at man kan undersøge generation og forfald af laser induceret plasma. Man kan i princippet optage meget spændt molekylære spektre lidt forskudt fra den lyse laserinduceret plasma, som i studiet af plasmabrændere. Dog vil man ikke fange de tidlige dynamik plasma forfald, herunder målinger af stærkt ophidset atomare arter.
Fremtidige anvendelser af laboratorie måling af atomare og molekylære spektre efter laser-induceret optisk opdeling fortsat være af både grundlæggende og anvendelsesorienteret interesse. Målinger af atomare linjebredder tidligt i plasma forfald tillader en at bestemme plasma betingelser / parametre. Igangværende forskning omfatter præcise tilstandring af Stark udvidelse og / eller line figurer. Molekylære spektre, sammen med præcis viden om overgangene af interesse, vise øgede antal ansøgninger især i områder med identifikation, karakterisering og bestemmelse af, for eksempel, sprængstoffer, forbrændingsmotorer faner, stjernernes atmosfærer, eller kemisk sammensætning. De metoder og anvendelser af tidsopløst spektroskopi er vigtige om dynamikken efter generering af plasma med laserstråler. Denne dynamik kan nævnes plasma-svingninger, ændringer i linje figurer på grund af kollisioner, emissioner skyldes rekombination stråling og / eller forbrændingsprocesser. Tidsmæssig adskillelse af de processer, der foregår følgende optisk opdeling er vigtig for bestemmelse af forbigående fænomener. Vi forstår, at den oprindelige LIBS anvendelse af elementæranalyse grund af stråling fra atomare arter vil blive kraftigt forøget ved måling af molekylspecies, der omfatter analyse af stråling fra forskellige, individual atomare isotoper og isotopomers.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfattere erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Forfatterne takke Mr. JO Hornkohl for renter og debat om beregning af diatomiske molekylær line styrker. Dette arbejde er delvist støttet af Center for Laser Applications på 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).
