Tijdopgeloste atomaire en moleculaire diatomische soorten worden gemeten met behulp van LIBS. De spectra worden verzameld op verschillende tijdvertragingen na generatie optische analyse plasma met Nd: YAG laser straling en geanalyseerd om elektronendichtheid en de temperatuur afleiden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Meting en analyse van atomair waterstof en Diatomic Moleculaire AlO, C
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
In dit werk, presenteren we tijdsopgeloste metingen van atomaire en diatomische spectra volgende laser-induced optische afbraak. Een typische LIBS opstelling wordt gebruikt. YAG laser met een frequentie van 10 Hz bij de fundamentele golflengte van 1064 nm: een Nd Hier exploiteren wij. De 14 ns impulsen met anenergy van 190 mJ / puls zijn gericht aan een 50 urn vlekgrootte een plasma van optische afbraak of laser ablatie in de lucht te genereren. De microplasma wordt afgebeeld op de ingangsspleet van een 0,6 m spectrometer, en spectra worden opgenomen met behulp van een 1800 groeven / mm raspen een geïntensiveerde lineaire diodearray en optische Multichannel Analyzer (OMA) of een ICCD. Van belang zijn Stark-verbrede atomaire lijnen van de waterstof Balmer serie elektronendichtheid afleiden. We hebben ook ingaan op temperatuurmetingen van met twee atomen emissie spectra van aluminium koolmonoxide (AIO), koolstof (C 2), cyaan (CN), en titanium koolmonoxide (TiO).
De experimentele procedures omvatten wavelength en gevoeligheid kalibraties. Analyse van de moleculaire spectra wordt bereikt door het aanbrengen van gegevens met tabelvorm lijn sterktes. Bovendien zijn Monte-Carlo simulaties soort uitgevoerd om een schatting van de foutenmarges. Tijdsopgeloste metingen zijn essentieel voor de voorbijgaande plasma voorkomende in LIBS.
Inleiding
Laser geïnduceerde afbraak spectroscopie (LIBS) technieken 1-5 hebben toepassingen in atomaire 6-12 en moleculaire studies van plasma 13-20 gegenereerd met laserstraling. Tijdsopgeloste spectroscopie is essentieel voor het bepalen van de tijdelijke eigenschappen van het plasma. Temperatuur en elektronendichtheid, om maar twee plasma parameters kunnen worden gemeten behoorlijk is theoretisch model van de verdeling plasma beschikbaar. Scheiding van vrije-elektronen straling van atomaire en moleculaire emissie stelt ons in staat om nauwkeurig voorbijgaande fenomenen te onderzoeken. Door te focussen op een bepaalde temporele venster kan m....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Optical System Setup
- Plaats een beam splitter bij de uitgang van de laser, waardoor de 1064 nm golflengte licht door te laten en aan alle andere voorbijgaande laserstraling weerspiegelen in een straal dump.
- Plaats een snelle PIN fotodiode detector een deel van de laserstraling gereflecteerd door de bundelsplitser opgenomen. Sluit deze detector aan de oscilloscoop met coaxiale kabel aan op de optische puls met betrekking tot het activeren van de functie generator en het optreden van de Q-switching in de Nd controleren: YAG laser apparaat.
- Lijn drie IR reflecterende spiegels om de bundel evenwijdig aan de spleet van de spectrometer te ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
LIBS gebruikt gepulste laserstraling een monster voldoende ioniseren plasma te vormen. Laser-induced afbraak van gasvormige stoffen zullen plasma dat is gecentreerd rond het centrale gebied van de excitatie straal te creëren, terwijl de laser ablatie op vaste oppervlakken zal produceren plasma boven het oppervlak van het monster. Het plasma wordt gegenereerd door het richten van de optische straling in de orde van 100 GW / cm 2 voor de afbraak nanoseconde pulsen. Om laserablatie plasma produceren typisch 1 GW.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De tijd opgelost meetprotocol en representatieve resultaten worden hier verder besproken. Het is belangrijk om de laser pulsen, gegenereerd synchroniseren met een snelheid van 10 Hz, 50 Hz met de werkfrequentie van de versterkte lineaire diode array en OMA (of ICCD). Bovendien, nauwkeurige timing van laserpulsen en opening van de poort van de geïntensiveerde lineaire diode array (of als alternatief ICCD) is essentieel. De golf generator, die in de experimentele schema wordt gebruikt voor de laserpulsen synchroniseren en.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Alle auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
De auteurs danken de heer JO Hornkohl voor rente en discussie over de berekening van twee atomen moleculaire lijn sterktes. Dit werk is gedeeltelijk ondersteund door het Centrum voor Laser Applications aan de Universiteit van Tennessee Space Instituut.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Custom Box | UTSI | None | Signaalverdeler en conditioner. Een oscilloscoop kan hiervoor worden gebruikt. |
| Four Channel Digital Delay/Pulse Generator | Stanford Research Systems, Inc. | Model DG535 | Bedrijven: Tequipment, diyAudio |
| Four Channel Color Digital Phosphor Oscilloscope | Tektronix | TDS 3054 | 500 MHz - 5 GS/sec, Bedrijven: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| Wavetek FG3C Function Generator | Wavetek | FG3C | Bedrijven: Tequipment, Stanford Research Systems, BK Precision |
| Nd:YAG Laser | Quanta-Ray | DCR-2A(10) PS | Laserstraling, Klasse IV. Bedrijven: Lambda Photometrics, Continuum, Ellipse, Newport |
| Si Biased Detector | Thorlabs | DET10A/M | 200-1.100 nm, met ND10A reflectieve filter. Bedrijven: Canberra, Edmund Optics |
| Nd:YAG Laser Line Mirror, 1.064 nm | Thorlabs | NB1-K13 | Bedrijven: Edmund Optics, Newport |
| 1 inch Fused Silica Bi-Convex Lens, uncoated | Newport | SBX031 | Bedrijven: Edmund Optics, Thorlabs |
| 2 inch Fused Silica Plano-Convex lens, uncoated | Newport | SPX049 | Convexe lens, f/4. Bedrijven: Edmund Optics, Thorlabs |
| Spectrograph | Instruments S.A. division Jobin-Yvon | HR 640 | Bedrijven: Andor, Newport, Horiba |
| Manual and electronic controller for Spectrograph | Instruments S.A. division Jobin-Yvon | Model 980028 | Handmatige en elektronische controller voor Spectrograph |
| Mega 4000 | Mega | Model 129709 | Computerinterface voor Spectrograph |
| Gateway 2000 Crystal Scan 1024 monitor | Gateway | PMV14AC | Monitor voor computerinterface |
| 20 MHz Oscilloscope | BK Precision | Model 2125 | Bedrijven: Amazon, Tektronix, Fluke, Agilent Technologies, Pico Technology |
| 6040 Universal Pulse Generator | Berkeley Nucleonics Corporation | Model 6040 | Bedrijven: Agilent Technologies, Tektronix, Quantum Composers |
| Separate component to 6040 Universal Pulse Generator | Berkeley Nucleonics Corporation | Model 202 H | Aparte component voor 6040 Universal Pulse Generator |
| ICCD Camera | EG&G Parc | Model 46113 | Bedrijven: Andor, Standford Computer Optics, LaVision, Hamamatsu |
| OMA III | EG&G Parc | Model 1460 | Spectrale data-acquisitie en analyse. Apparaat uit productie, vervangen door software geïnstalleerd op computers. |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
