測定と原子状水素と二原子分子のAlO、Cの分析<sub> 2</sub>、CN、およびTiOスペクトラ[次のレーザー誘起光学破壊
Summary
時間分解原子·二原子分子種は、ライブラリを使用して測定している。スペクトルは、Ndを有する光学破壊プラズマの発生後の様々な時間遅延で収集される：YAGレーザ放射および電子密度及び温度を推測するために分析される。
Abstract
本研究では、レーザ誘起光学破壊の後に、原子や二原子スペクトルの時間分解測定を提示する。典型的なLIBS装置が使用される。 1064ナノメートルの基本波長で10Hzの周波数でYAGレーザー：ここでは、Ndをを運営しています。 190ミリジュール/パルスのanenergyと14ナノ秒のパルスは光学破壊や空気中のレーザーアブレーションからプラズマを生成するために、50μmのスポットサイズに焦点を当てている。 0.6マイクロメートル分光器の入射スリット上に結像され、スペクトルが強く線形ダイオードアレイと光学マルチチャネルアナライザ（OMA）またはICCD格子1,800本/ mmのを使用して記録される。興味深いのは、電子密度を推論する水素バルマー系列のシュタルク-広がっアトミック線である。我々はまた、アルミニウム一酸化炭素（のAlO）の二原子発光スペクトルからの温度測定値に手の込んだ、炭素（C 2）、シアン（CN）、およびチタン、一酸化チタン（TiO）。
実験手順は、Wavelengthと感度校正。記録された分子のスペクトルの分析は、表に線強度とのデータのフィッティングによって達成される。さらに、モンテカルロ型シミュレーションの誤差を推定するために実行される。時間分解測定が一般的にLIBSで遭遇過渡プラズマために不可欠です。
Introduction
レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）技術1-5は、原子6月12日でのアプリケーションやレーザー照射で発生したプラズマ13から20の分子の研究を持っている。時間分解分光法は、プラズマの過渡特性の決定のために必須である。名前が、2つのプラズマパラメータの温度及び電子密度、プラズマ絶縁破壊の合理的な理論モデルが利用可能に設けられて測定することができる。原子·分子の排出量からの自由電子放射の分離は、私たちは正確に過渡現象を探索することができます。特定の時間窓に着目し、1は、プラズマ崩壊を「フリーズ」し、それによって正確な分光学的フィンガープリントを取得することができます。 LIBSは、様々な用途があり、現場で公開する研究者数で測定した場合、最近、LIBS診断への関心はかなりの増加を示しています。ピコとフェムト秒生成されたマイクロプラズマは継続中である研究の関心は、しかし、歴史的に実験的なLIBS配置はナノ秒レーザー照射を利用する。
図1に、レーザ誘起ブレークダウン分光法の典型的な実験装置が表示されます。このプロトコルでは、初期ビームのための機能の破壊エネルギーは1064ナノメートルの赤外線波長で、75ミリジュールパルスのオーダーである。必要に応じて、このパルスエネルギーを調整することができる。プラズマが分光器で分散させ、激化2次元の電荷結合素子（ICCD）上に結像あるいは強く線形ダイオードアレイとOMAまたは、で測定され、図2は、時間分解実験のためのタイミング図を示してパルス状の同期化読み出し、レーザパルストリガ、レーザ火災、及びゲートオープン遅延を有するレーザ放射。
成功した時間分解分光法は、様々な校正手順が必要になります。これらの手順は、バック、波長校正を含むグランド補正、および最も重要なことは、検出器の感度補正を行う。感度は、データが測定され、モデル化されたスペクトルの比較のために重要である修正しました。信号対雑音比の増加のために、複数のレーザ誘起ブレークダウンイベントが記録される。
Protocol
Representative Results
Discussion
時間分解測定プロトコルおよび代表的な結果は、さらに、ここで議論されている。それは激化線形ダイオードアレイ及びOMA（又はICCD）の50Hzの動作周波数で、10Hzの速度で生成されたレーザパルスを、同期させることが重要である。さらに、レーザパルスと強く線形ダイオードアレイ（あるいはICCD）のゲートの開口部の正確なタイミングが重要である。実験の概略図に示される波発生器は、レ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、二原子分子線強度の計算についての関心と議論のために氏JO Hornkohlに感謝します。この作品は、テネシー大学宇宙研究所のレーザ用アプリケーションのためのセンターではサポートの部分である。
Materials
| 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
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