ЛИЭС работает на базе импульсного лазера, который, фокусируясь на поверхности образца, испаряет её и создает небольшое облако плазмы. В состоянии плазмы электроны в атомах отделяются от ядер, либо переходят на более высокие энергетические уровни. По мере охлаждения плазмы электроны в атомах начинают рекомбинировать при этом испуская 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
Как это работает:
-
Вначале импульсный лазер делает прожиг на образце с мощностью 5-6 мДж/импульс и частотой 50 раз в секунду (50 Гц). Лазерный луч проходит через линзу и фокусируется примерно до точки размером 50мкм в диаметре. Длительность импульса составляет 1-2 нс (миллиардные доли секунды), что дает достаточно высокую плотность мощности (энергия/площадь/время) для испарения материала с поверхности и создания плазмы.
-
Плазма охлаждается за несколько сотен микросекунд и электроны начинают рекомбинировать в атомах излучая при этом в УФ, оптическом и ИК- спектральных диапазонах.
-
Бортовой спектрометр анализирует излучение путем измерения длины волны и интенсивности (количества) света на определенных длинах волн – оптического спектра
-
Встроенное ПО сравнивает спектральные линии с известными длинами волн для определения присутствующих элементов и использует интенсивность этих линий с внутренней калибровкой для определения концентрации элементов.
Преимущества мобильных спектрометров LIBS
- нет необходимости в предварительной очистке поверхности образца;
- возможность использования в труднодоступных местах;
- если применяется растрированный 2D-лазер, то можно быстро просканировать образец с большой площадью поверхности;
- есть функция быстрого перевода лазерного пучка на сопряженную поверхность.
