Detail publikace
Spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu s vysokou opakovací frekvencí využitím akustoopticky spínaných detektorů
POŘÍZKA, P. KLESSEN, B. KAISER, J. GORNUSHKIN, I. PANNE, U. RIEDEL, J.
Český název
Spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu s vysokou opakovací frekvencí využitím akustoopticky spínaných detektorů
Anglický název
High repetition rate laser-induced breakdown spectroscopy using acousto-optically gated detection
Typ
článek v časopise ve Web of Science, Jimp
Jazyk
en
Originální abstrakt
This contribution introduces a new type of setup for fast sample analysis using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). The novel design combines a high repetition rate laser (up to 50 kHz) as excitation source and an acousto-optical modulator (AOM) as a fast switch for temporally gating the detection of the emitted light. The plasma radiation is led through the active medium of the AOM where it is diffracted on the transient ultrasonic Bragg grid. The diffracted radiation is detected by a compact Czerny-Turner spectrometer equipped with a CCD line detector. Utilizing the new combination of high repetition rate lasers and AOM gated detection, rapid measurements with total integration times of only 10 ms resulted in a limit of detection (LOD) of 0.13 wt.% for magnesium in aluminum alloys. This short integration time corresponds to 100 analyses/s. Temporal gating of LIP radiation results in improved LODs and consecutively higher sensitivity of the LIBS setup. Therefore, an AOM could be beneficially utilized to temporally detect plasmas induced by high repetition rate lasers. The AOM in combination with miniaturized Czerny-Turner spectrometers equipped with CCD line detectors and small footprint diode pumped solid state lasers results in temporally gateable compact LIBS setups.
Český abstrakt
Tento článek pojednává o novém způsobu zapojení systému spektrometrie laserem buzeného plazmatu (z angl. LIBS) pro rychlou analýzu vzorků. V tomto inovativním zapojení je laser o vysoké opakovací frekvenci (až 50 kH) pro buzení plazmatu zkombinován s akustooptickým modilátorem (AOM) jakožto vysokorychlostním spínačem pro časově rozlišitelnou detekci spektrálního záření emitovaného plazmatem. Toto záření je vedeno skrz aktivní prostředí AOM, kde dochází k jeho difrakci na Braggově mřížce. Difraktované záření je spektrálně detekováno pomocí spektrometru v konfiguraci Czerny-Turner a opatřeného CCD detektorem. V experimentálním LIBS měření pomocí inovativního přístupu (laser s vysokou opakovací frekvencí a AOM spínač) bylo dosaženo limitů detekce (LOD) v hodnotě 0.13 wt.% hořčíku ve slitinách hliníku. Celkový expoziční čas 10 ms odpovídá 100 LIBS analýzám/s. Obecně, časově rozlišitelná detekce záření plazmatu zlepšuje limity detekce a následně i citlivost LIBS systému. Z tohoto důvodu, AOM spínač je vhodné použít pro časově rozlišitelnou detekci záření plazmatu buzené lasery s vysokou opakovací frekvencí.
Anglický abstrakt
This contribution introduces a new type of setup for fast sample analysis using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). The novel design combines a high repetition rate laser (up to 50 kHz) as excitation source and an acousto-optical modulator (AOM) as a fast switch for temporally gating the detection of the emitted light. The plasma radiation is led through the active medium of the AOM where it is diffracted on the transient ultrasonic Bragg grid. The diffracted radiation is detected by a compact Czerny-Turner spectrometer equipped with a CCD line detector. Utilizing the new combination of high repetition rate lasers and AOM gated detection, rapid measurements with total integration times of only 10 ms resulted in a limit of detection (LOD) of 0.13 wt.% for magnesium in aluminum alloys. This short integration time corresponds to 100 analyses/s. Temporal gating of LIP radiation results in improved LODs and consecutively higher sensitivity of the LIBS setup. Therefore, an AOM could be beneficially utilized to temporally detect plasmas induced by high repetition rate lasers. The AOM in combination with miniaturized Czerny-Turner spectrometers equipped with CCD line detectors and small footprint diode pumped solid state lasers results in temporally gateable compact LIBS setups.
Klíčová slova česky
spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu, LIBS, akustooptický modulátor, vysoká opakovací frekvence
Klíčová slova anglicky
laser-induced breakdown spectroecopy, LIBS, acousto-optically gated detector, repetiton rate
Rok RIV
2014
Vydáno
24.07.2014
Nakladatel
AIP Publishing
ISSN
0034-6748
Ročník
85
Číslo
073104
Strany od–do
073104–073104
Počet stran
8
BIBTEX
@article{BUT109125,
author="Pavel {Pořízka} and Jozef {Kaiser},
title="High repetition rate laser-induced breakdown spectroscopy using acousto-optically gated detection",
year="2014",
volume="85",
number="073104",
month="July",
pages="073104--073104",
publisher="AIP Publishing",
issn="0034-6748"
}