Summary
Tids löst atom och diatomic molekylslag mäts med LIBS. Spektra uppsamlades vid olika tidsfördröjningar efter alstringen av optisk uppdelning plasma med Nd: YAG-laserstrålning och analyseras för att sluta sig till elektrontäthet och temperatur.
Abstract
I detta arbete presenterar vi tidsupplösta mätningar av atom-och diatomic spektra efter laserinducerad optisk uppdelning. Ett typiskt LIBS arrangemang används. Här verkar vi en Nd: YAG-laser vid en frekvens av 10 Hz vid den fundamentala våglängd av 1064 nm. De 14 ns pulser med anenergy av 190 mJ / puls är fokuserade på en um punktstorlek 50 för att generera en plasma från optisk nedbrytning eller laser ablation i luften. Den microplasma avbildas på ingångsspalten på en 0,6 m spektrometer, och spektra registreras med användning av ett 1800 spår / mm gitter en intensifierad linjär dioduppsättning och den optiska flerkanalsanalysatom (OMA) eller en ICCD. Av intresse är Stark-breddade atom linjer i väte Balmer-serien att sluta elektrondensitet. Vi utarbetar också på temperaturmätningar från tvåatomigt emissionsspektra för aluminium monoxide (AIO), kol (C 2), cyan (CN), och titan-monoxid (TiO).
De experimentella förfaranden inkluderar wavelength och känslighet kalibreringar. Analys av den inspelade molekylära spektra åstadkoms genom montering av data med tabelllinje styrkor. Dessutom är Monte-Carlo Typ av simuleringar utförs för att uppskatta felmarginaler. Tidsupplösta mätningar är viktiga för den övergående plasma vanligt förekommande i LIBS.
Introduction
Laser-inducerad nedbrytning spektroskopi (LIBS) tekniker 1-5 har tillämpningar inom atom 6-12 och molekylära studier av plasma 13-20 genereras med laserstrålning. Time-resolved spektroskopi är viktigt för bestämning av de transienta egenskaper hos plasman. Temperatur och elektrontäthet, för att nämna två plasmaparametrar kan mätas förutsatt en rimlig teoretisk modell av plasma fördelningen är tillgänglig. Separation av fri-elektronstrålning från atomära och molekylära utsläpp ger oss möjlighet att exakt undersöka övergående fenomen. Genom att fokusera på ett visst tidsfönster, kan man "frysa" plasma förfall och därmed få korrekta spektroskopiska fingeravtryck. LIBS har en mängd olika applikationer och nyligen intresse för LIBS-diagnostik visar en betydande ökning mätt med antalet forskare publicerar i fält. Pico-och femtosecond genererade microplasma är pågåendeforskningsintresse är dock historiskt experimentella LIBS arrangemang utnyttjar nanosekund laserstrålning.
Figur 1 visar en typisk experiment arrangemang för laser-inducerad nedbrytning spektroskopi. För detta protokoll är den funktionella fördelningen energi för den första strålen i storleksordningen 75 mJ puls, mot den infraröda våglängden 1064 nm. Denna pulsenergi kan justeras efter behov. . Plasmat dispergeras spektrometern och mättes med en intensifierad linjär dioduppsättning och OMA eller, alternativt, avbildas på en intensifierad två-dimensionell Charge Coupled Device (ICCD) Figur 2 illustrerar tidsdiagram för tidsupplösta experiment: synkronisering av pulsad laserstrålning med avläsning, laserpuls trigger, laser eld, och gate-öppen fördröjning.
Framgångsrik tidsupplöst spektroskopi kräver olika kalibreringsförfaranden. Dessa rutiner omfattar våglängdskalibrering, backbotten korrigering, och viktigast, känslighet korrigering av detektorn. Känslighet korrigerade uppgifter är viktiga för jämförelse av uppmätta och modellerade spektra. För en ökning av signal-till-brus-förhållande, finns flera laser-inducerad nedbrytnings händelser registreras.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Optical System Setup
- Placera en stråldelare vid utloppet av lasern, vilket gör att 1064 nm våglängd ljus att passera igenom och reflektera alla andra övergående laserstrålning till en stråle soptipp.
- Placera en PIN-fotodioddetektor med hög hastighet för att spela in en del av den laserstrålning som reflekteras från stråldelaren. Anslut denna detektor till oscilloskopet med koaxialkabeln för att övervaka den optiska puls med avseende på utlösande av funktionsgeneratorn och förekomst av den Q-switchning i Nd: YAG-laserenhet.
- Passa tre IR-reflekterande speglar för att placera balken parallellt med skåran i spektrometern.
- Placera en lins ovan translationell skede för att fokusera strålen för att alstra optisk uppdelning plasma parallellt med spektrometer slitsen. Rikta två kvartslinser för att avbilda plasma på slitsen. De två fokuseringslinser optimalt matcha spektrometern utformning, vilket innebär att sista objektivet har en aperture åstadkomma af # identisk med den f # spektrometerns interna optik.
- För mätningar över 380 nm genom att placera en cut-on-filter mellan två linser för att blockera strålning under 380 nm. Snittet-on filter dämpar eventuella UV-bidrag (på grund av 2: a ordningen på galler) till den uppmätta spektra.
2. Datainsamling Setup
- Anslut en vågform funktionsgenerator som ger en triangulär våg vid 50 Hz till en specialbyggd dela-med-fem-kretsen för att erhålla 10 Hz. Den optiska flerkanalsanalysatom (OMA) drivs vid 50 Hz och de blixtlampor av Nd: YAG-lasern synkront drevs vid 10 Hz. Man kan använda en ICCD i stället för OMA, som arbetar synkront med en hastighet av pulsad laserstrålning samt.
- Anslut en av utsignalerna från den specialbyggda dela-med-fem-kretsen till en digital fördröjningsgenerator. Använd en utgång för att synkronisera Nd: YAG blixtlampor och en annan utsignal till fortsrol utlösare av den linjära diodgruppen förstärkare och optisk flerkanalig analysator. Återigen, i stället för den intensifierade linjära diodgruppen och OMA kan man använda en ICCD.
- Relä den justerbara trigger utgången på laseranordningen till ett oscilloskop och till en pulsgenerator. Oscilloskopet kommer att användas för att övervaka när den pulsade laserstrålning kommer att vara tillgängliga för optisk uppdelning generation eller laserablation.
- Anslut högspännings utgången på den digitala pulsgenerator till den intensifierade linjär dioduppsättning.
- Anslut den andra utsignalen från pulsgeneratorn till oscilloskopet.
- Anslut den intensifierade linjära diodarray utgång till OMA.
3. Synkronisering och värdering
- Ställ vågformen funktionsgenerator för utmatning av en triangelpuls arbetande vid 50 ± 1 Hz. Denna funktionsgenerator tillhandahåller masterfrekvens. En specialbyggd dela-med-fem-kretsen och en digital fördröjningsgenerator används för accuratera synkronisering.
- Initiera vattenkylningssystem och strömförsörjning för laseranordning. Aktivera lasern.
- Bestäm tid för laserstrålning för att resa från utgångsöppningen av Nd: YAG-laser till området framför spektrometern slitsen så här: Mät avståndet från ljusvägen och beräkna tids transitering med hjälp av hastighets-of-ljus. Redogöra för denna transit tid att sätta porten fördröjningstiden i nästa steg.
- På den digitala pulsgenerator, ställ grind bredd för mätning och fördröjningstiden från optisk uppdelning eller laserablation puls, och använda oscilloskopet för att övervaka fördröjningstid. Fördröjningstiden kommer att avgöra hur lång tid att vänta på att datainsamling efter uppdelning sker. Grinden bredd avgör hur länge diodgruppen utsätts för plasmastrålning.
- Generera optisk nedbrytning i luft-och / eller placera ett prov på translationell scenen så att ablation kommer att ske. Bild på microplasma på spektrometern skåran.
- Börja mätningar och spela in data med den intensifierade linjära diodgruppen och optisk flerkanalig analysator (eller med en ICCD).
4. Våglängdskalibrering
- Rekord spektra från standardkalibreringslampor: neon, kvicksilver, och vätelampor. Använd den experimentella arrangemang med lampor sätta på den plats där plasmagenererades.
- Med hjälp av de kända våglängder från lampor, utföra en linjär eller kubisk passning för att få pixel våglängder korrespondens. Syftet med en noggrann kalibrering är att korrigera för icke-linjäriteter som vanligtvis förknippas med mätning av spektra.
- Upprepa kalibreringar för H, C 2, CN, och TiO spektrala regioner av intresse.
5. Intensitet Kalibrering
- Sätt på en volframkalibreringslampa och vänta på att värmas upp.
- Använd en optisk pyrometer för att mäta temperaturen hos den aktiva lampa.
- Använd den experimentella arrangemang för att rECORD spektrumet för den aktiva lampa.
- Beräkna en svartkurva från Plancks strålningslag med användning av den uppmätta temperaturen som en ingångsparameter.
- Montera den beräknade kurvan med spektrumet av den aktiva lampa. Bestäm de faktorer med vilka de inspelade intensiteter från den beräknade kurvan. Applicera dessa faktorer för att korrigera inspelad spektra för våglängdsberoende känsligheten hos detektorn.
- Upprepa detta för varje region spektrometern användes.
6. Dataöverföring
- Förbered medium för filöverföringar.
- För varje mätning data, spela in den på mediet.
- Ta detta medium och ladda upp filerna på den till en arbetsdator.
7. Fil Framställning
- För varje fil, tolka den i sektioner, en som innehåller inspelade data, och de andra som anger start våglängd och genomsnittlig våglängd skift per datapunkt.
- Använd dessa avsnitt för att skapa en ny fil för att matchavåglängder med inspelade data.
8. Diatomic Molekylär analys
- Välj våglängdsfilen och motsvarande linjestyrka fil.
- Markera baslinjen offset.
- Ange om förskjutningen är konstant, linjär eller kvadratisk.
- Ställ in motsvarande koefficienter till antingen fasta eller rörliga värden.
- Ställ in upplösning och temperatur, vilka båda kan vara antingen fast eller varierande.
- Ange tolerans passform för syntetiska spektra vara lämpligt att den uppmätta spektra.
- Montera beräknade till den experimentella spektra med hjälp av en Nelder-Mead algoritm.
- Med hjälp av den bäst anpassade parametrarna för den beräknade spektra för varje mätning, sluta sig till microplasma parametrar som har iakttagits vid de olika tidsfördröjningar och portbredder används.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
LIBS använder pulsad laserstrålning för att tillräckligt jonisera ett prov för att bilda plasma. Laser-inducerad nedbrytning av gasformiga ämnen kommer att skapa plasma som är centrerad omkring det fokala området av exciteringsstråle, medan laserablation på fasta ytor kommer att producera plasma ovanför provets yta. Plasmat genereras genom att fokusera den optiska strålningen i storleksordningen av 100 GW / cm 2 för nanosekund nedbrytningspulser. För att producera laserablation plasma, typiskt en GW / cm 2 är mer än tillräckligt. Den inducerade plasmastrålning dispergeras av en spektrometer. Endast för vissa fördröjningstider från optisk uppdelning, är atomära och diatomic spektra väl utvecklad. Figurerna 3-7 visar representativa resultat.
Tidigt i plasma förfall, atom linjer utvecklas som den fria elektronbakgrundsstrålningen minskar. Därefter, främst på grund av rekombination, kan spelas in molekylära spektra. I experiments måste förstärknings av den linjära dioduppsättning noggrant utlösas. Alternativt måste en ICCD noggrant utlöses också. Detta utlöser (eller tidpunkt) måste ske konsekvent, så att insamlade data består av bidrag på en exakt fördröjningstiden från den fördelning händelsen. Därefter digitaliserar OMA signalen från den intensifierade linjär dioduppsättning och lagrar data. För en ICCD, är timing lika viktiga och data lagras på samma sätt. I försöken med den intensifierade linjära diodgruppen, de OMA register endast den första av fem scanningar, de övriga fyra återstående genomsökningar är överflödiga, men i rad skanningar ignoreras. Figur 2 visar hur den representativa intensifierade linjära diodarrayresultat erhålls.
För undersökningar avseende atomslag, är atomlinjer studerats med avseende på de spektrala linjer "form och bredd. De uppmätta atom former och bredder linje jämförs med motsvarandeteoretiska modeller. Denna jämförelse gör det möjligt för en att bestämma elektrontätheten i det observerade området av plasmat. I undersökningar av diatomic molekylära spektra, oftast många spektrallinjer bidrar till flera molekylära band. För varje mätning är de spektra analyserades med avseende på de former, bredder och relativa intensiteterna för de olika järnvägslinjerna i de molekylära band. Jämförelse mellan uppmätta och beräknade spektra använder linje styrkor som härrör från diatomic kvantteorin tillsammans med högupplösta spektrala data som finns i litteraturen. Denna jämförelse gör att man kan sluta sig till en exciteringstemperaturen för de diatomära molekyler i det observerade området av plasmat. Beslaget åstadkoms med en Nelder-Mead algoritm, tillåter en att utföra en multi, icke-linjär passning av beräknade spektra till den uppmätta spektra. I det följande presenteras resultaten för utvalda experiment som behandlar diatomic molekylär och atomär linjespektra. p>
Figur 3 illustrerar mäts och monterade TiO spektra. Vid avbildning av vissa delar av TiO plym, den monterade temperaturen mot tiden visar ett lokalt minimum. Detta minimum är möjligen på grund av förbränning.
Det primära mål-analys för väte-spektra är att bestämma elektrontätheten och temperaturen från tidsupplöst spektra för de väte-alfa-och väte-betalinjerna Figur. 4 visar vätealfa profiler inspelade längs slitshöjden. Laboratorieluft arter såsom kväve och syre orsaka vätealfa linjer att framträda efter den initiala optiska uppdelning händelse. Utvecklingen av väte-alfa linje utreds för tidsfördröjningar av 0,4 ^ sek upp till 30 ^ sek efter den optiska sammanbrott. Väte alfa figuren indikerar också en högre elektrontäthet i centrum av den plasma, som visas i figuren nära mitten av den visade slitsaxeln.
jove_content "> C 2-molekylen visar att dess lägsta rotationsnivåer är känsliga för temperaturvariationer och högre rotationsnivåer är känsliga för den omgivande gasen täthet och strålningsfält. Figur 5 visar en typisk uppmätt och monteras resultat efter laser ablation i luften. Analys av kolet Svan spektra ingår att studera bildandet av C-2 på grund av rekombination i ett försök att förstå bildandet av C2 och CN efter laser ablation av grafen figur. 6 visar in och monterade KN-spektra, och figuren visar även utmärkt överenskommelse med teori. Den experimentella spektra matchar väl med den beräknade spektra, och övertygande överenskommelse kan ses i de bakre ändarna och bandhuvuden. Liksom C2 spektra, rotation / vibrationsspektra av aluminium kolmonoxid visar väl utvecklat molekylära band för den förhöjda temperaturen i ruttnande laserinducerad microplasma. Figure 7 visar uppmätta och monterade AlO spektra. Eftersom AIO är en tidig produkt vid förbränning av aluminium, har spektroskopiska studier AlO applikationer i aluminium förbränningsstudier, främst för temperaturbestämning.
. Fig. 1 det schematiska arrangemanget visar följande experimentella komponenter: (1) Stråldelaren att avleda en liten del av 1064 nm laser strålning, (2) IR-reflekterande speglar att vertikalt rikta in strålen framför spektrometer, (3) lins för att fokusera strålen till en knipa för optisk uppdelning, (4) stjärnan symboliserar optisk uppdelning eller laser ablation plasma, och (5) två linser för att matchafokuseringsoptiken i spektrometern. Synk box, våg, och fördröjningsgenerator åstadkomma elektronisk synkronisering av lasern och intensifierade linjär dioduppsättning och OMA (eller ICCD) rörelsefrekvenser. Fotodioden, pulsgenerator och oscilloskop tillåter en att noggrant kontrollera och övervaka fönstermätning för LIBS. Klicka här för att visa en större bild .
Figur 2. Tidsdiagram för tidsupplöst LIBS mätningar. OMA synk och laserblixtlampa synk tillhandahålls av en våg och fördröjningsgenerator och skräddarsydd kretsar. Laserpuls utlösa och brand puls ges av Nd: YAG-laseranordning tillsammans med Q-switch delay kontroll. En extra pretrigger, elektronisk puls (visas ej) tillhandahålls också av Nd: YAG-laser tillverkaren. Denna pretrigger tillåter oss att noggrant och effektivt styra detektorn grindfördröjningen av OMA / ICCD systemet. Den OMA avläsning sker efter exponering av diodgruppen, inklusive 4 efterföljande men ignorerade avläsningsskanningar. För enstaka puls experiment, är individuella OMA avläsning lagras separat i minnet. För 100-scan genomsnittliga mätningar, är OMA avläsning skannar sätts och sedan lagras. Klicka här för att visa en större bild .
Figur 3. De uppmätta och syntetiska emissionsspektra visar TiO A 3 → X 3 Δ Δ v = 0 övergång. Uppmätta data samlades in med den intensifierade linjära diodgruppen vid fördröjning av t fördröjning = 95 ps med en grind bredd på 2 ps. Den uppmätta spektra är lämplig med beräknade spektra som motsvarar en spektral upplösning av FWHM = 0,09 nm och en antagen temperatur T = 3300 K Klicka här för att visa en större bild .
Figur 4. Hydrogen Balmer alfalinjen in i 1,07 x 10 5 Pa vätgas. Utsläppen av 1000 konsekutiva optiska nedbrytnings händelser var dispersed med spektrometer och samlas med en ICCD, 0,042 ^ sek från optisk uppdelning och rumsligt upplösta längs spektrometern spalthöjd. För denna tidsfördröjning, är det maximala elektronnummer densitet 0,32 x 10 25 elektroner / m 3, och den maximala Hα röd förskjutning uppgår till 1,2 nm. Individuell spektra för väte alfa-och beta linjer illustreras exempelvis i Parigger 6. Inspelning av väte alfa-och beta-linjer efter nedbrytning i luft är en del av dokumentären video om detta JUPITER publikation. Klicka här för att visa en större bild .
Figur 5. C 2 Swan SPECTra samlades med den intensifierade linjär dioduppsättning vid en tidsfördröjning t fördröjning = 20 ps med hjälp av en grindbredd på 1 ps. Den uppmätta spektrum passa med beräknade spektra för en FWHM spektral upplösning på 0,07 nm och en temperatur T = 5600 K är oavsiktliga. Klicka här för att visa en större bild .
Figur 6. CN B 2 ε + → X 2 ε + violett övergång spelades in med den intensifierade linjära diodgruppen vid tidsfördröjning av t fördröjning = 70 ps med engate bredd på 4 ^ sek. Den uppmätta spektrumet är lämplig med beräknade spektra med hjälp av en FWHM spektral upplösning på 0,09 nm. Den antagna temperaturen T = 6600 K Klicka här för att visa en större bild .
Figur 7. The AlO B 2 ε + → X 2 ε + tvåatomigt spektra för Δ = 0 övergångar uppsamlades med intensifierat linjär dioduppsättning vid en tidsfördröjning av T delayn = 45 ^ sek med användning av en grindbredd på 5 ps. De monterade spektra har beräknats genom en FWHM spektral upplösningav 0,09 nm. De antagna uppgår temperaturen till T = 3900 K Klicka här för att visa en större bild .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Tiden löst mätprotokoll och representativa resultat diskuteras vidare här. Det är viktigt att synkronisera laserpulserna, som alstras med en hastighet av 10 Hz, med 50 Hz driftsfrekvensen för den intensifierade linjär dioduppsättning och OMA (eller ICCD). Vidare är viktigt exakt timing av laserpulser och öppning av porten till intensifierade linjära diodgruppen (eller alternativt ICCD). Den våggenerator, som anges i det experimentella schema, används för att synkronisera laserpulserna och intensifieras linjär dioduppsättning avläsning som åstadkoms med den optiska flerkanalsanalysatom. En pulsgenerator används för att justera tidsfördröjningen för mätningarna.
Temporal överlappning av laserpulsen centrerad i förstärka gate-öppet fönster motsvarar den ursprungliga noll tidsfördröjning, t fördröjning = 0. I försök att bestämma den tidsmässiga utvecklingen av emissionsspektra, tidsfördröjningen frånoptisk uppdelning är varierat. Exempelvis kan vätealfalinjen inte ses i luft-fördelning händelser tills 0,4 xsek efter den inledande plasma alstras. Mätningar av emissionsspektra kräver också våglängd och intensitet kalibreringar. Dessa kalibreringar är nödvändiga för analys.
För LIBS mätningar, observera plasma evolution genom ablation av metalliska prover, såsom Ti, finns det ofta många atomlinjer i våglängdsområdet av diatomic övergångar av intresse. Dessa rader kan vara svårnedbrytbara i de samlade spektra, även vid senare fördröjningstider. Vissa av dessa linjer uppträder i andra ordningen av den dispersiva gitter i spektrometern. Användningen av ett lågpassfilter är fördelaktigt att blockera sådana andra ordningens bidrag.
Även förfarandena för datainsamling är viktiga, de metoder som används för montering håller lika meriter. Temperatur slutsatser uppnås genom montering syntetiska spektra av varierandemicroplasma parametrar till de församlade spektra använder en Nelder-Mead algoritm. Tillförlitligheten hos detta förfarande förbättras avsevärt när bakgrunden av spektra exakt kan identifieras. I detta sammanhang avses med bakgrunden till allt i de inspelade spektra utom för atom-eller molekyl övergång av intresse. För att kvantifiera effekten av denna bakgrund är de registrerade data undersökts genom att analysera signalbrusförhållanden med avseende på deras effekt på den antagna temperaturen utläsas diatomär molekylära spektra. Denna undersökning underlättas genom användning av Monte Carlo-typ simuleringar.
Betydelsen av den korta-gate tidsupplöst mätning omfattar verkligen förmågan att fånga mycket glada atom-och molekylspektra. För väte Balmer alfa linje, användning av 6 nsek grind gav framgångsrik bestämning av elektrondensiteten upp till nästan 10 25 / m 3. För tvåatomigt molekylutsläpps spECTRA, är typisk för LIBS med nanosekund Nd excitation temperaturer överstigande 6000 K: YAG-laserstrålning. Utan en förstärkare, skulle mätningarna utgöra ett genomsnitt över tid registreras under transienta händelser. De illustrerade ögonblicksbilder i tid tillåter en att undersöka produktion och sönderfall av laser-inducerad plasma. Man kan i princip register starkt exalterat molekylspektra något förskjuten från den ljusa laserinducerad plasma, såsom vid studier av plasmabrännare. Emellertid skulle en inte fånga de tidiga dynamiken i plasman förfall, inklusive mätningar av långexciteatomslag.
Framtida tillämpningar av laboratoriemätning av atomära och molekylära spektra efter laserinducerad optisk uppdelning fortsätter att vara av både grundläggande och tillämpad ränta. Mätningar av atomlinjebredder tidigt i plasma förfall tillåter en att bestämma plasma villkor / parametrar. Pågående forskning omfattar exakt lägeling av Stark breddning och / eller former linje. Molekylära spektra, tillsammans med exakt kunskap om övergångarna av intresse, ökat visar antalet ansökningar, särskilt i områden med identifiering, karakterisering, och fastställandet av till exempel sprängämnen, förbrännings plymer, stjärnatmosfärer, eller kemisk sammansättning. De metoder och tillämpningar av tidsupplöst spektroskopi är viktiga för att skapa den dynamik efter generation plasma med laserstrålning. Denna dynamik inkluderar plasma-svängningar, förändringar av former linje på grund av kollisioner, utsläpp på grund rekombination strålning och / eller förbränningsprocesser. Temporal separation av de processer som sker följande optisk uppdelning är viktig för att bestämma övergående fenomen. Vi förstår att den inledande LIBS tillämpning av grundämnesanalys på grund av strålning från atom arter kommer att kraftigt utökas genom mätningar av molekylslag som omfattar analys av strålning från olika, individual atom isotoper och isotopomererna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alla författare förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Författarna tackar Mr JO Hornkohl för intresse och diskussion om beräkning av diatomic molekylär linje styrkor. Arbetet är delvis stöds av Centrum för Laser Applications vid 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).
