LIBS: Портативная Лазерная Исковая Эмиссионная Спектроскопия

LIBS или ЛИЭС – это тип оптико-эмиссионной спектроскопии, метод, используемый для измерения концентраций элементов в металлах и прочих материалах.

ЛИЭС работает на базе импульсного фокусированного лазера, который обжигает образцы с достаточной энергией, для того, чтобы создать плазму вокруг пораженной области. Связанные атомные электроны в результате этого отделяются от атомов составляющих материал. По мере охлаждения плазмы атомы рекомбинируют с электронами и при этом испускают свет в ультра-фиолетовом, оптическом и инфра-красном диапазонах.

Более 30 лет ЛИЭС используется в качестве лабораторного метода для определения любого элемента в Периодической таблице. Недавно этот метод был внедрен в меньшем масштабе в портативный анализатор (HH LIBS или ЛИЭС), способный анализировать любой элемент в зависимости от диапазона длин волн спектрометра, выбранного для прибора.

1
Вначале импульсный лазер делает прожиг на образце с мощностью 5-6 мДж/импульс и частотой 50 раз в секунду (50 Гц). Лазер проходит через линзу для фокусирования луча примерно до 50 мкм. Длительность импульса составляет 1-2 нс (миллиардные доли секунды), что дает достаточно высокую плотность мощности (энергия/площадь/время) для испарения материала, создающего плазму.
2
Когда плазма охлаждается за несколько сотен микросекунд, электроны, удаленные из атомов, рекомбинируют с атомами в УФ, оптическом и ИК- спектральных диапазонах.
3
Бортовой спектрометр анализирует излучение путем измерения длины волны и интенсивности (количества) света на определенных длинах волн – оптического спектра.
4
Встроенное ПО сравнивает спектральные линии с известными длинами волн для определения присутствующих элементов и использует интенсивность этих линий с внутренней калибровкой для количественного анализа концентрации элемента.