A lézerszikra-emissziós spektrometria ( LIES ) az atomemissziós spektrális elemzés egyik módszere , amely a lézeres plazma (lézerszikra) spektrumait használja szilárd minták , folyadékok, gáznemű közegek, szuszpendált por és aeroszolok elemzésére. Az angol szakirodalomban ezt a módszert Laser-Induced Breakdown Spectroscopy -nak vagy Laser-Induced Plasma Spectroscopy- nak ( LIBS vagy LIPS ) nevezik.
Az angol nyelvű szakirodalomban a 60-as évek elejétől a 2000-es évek végéig nem volt ismert kifejezés a módszer nevére: lézerszikra spektroszkópia vagy lézerindukált szikraspektroszkópia, lézerindukált plazmaspektroszkópia és lézerindukált lebontási spektroszkópia . A 2000-es évek végére a terminológia megvitatása során a lézerindukált meghibásodási spektroszkópiát választották . Ez a választás a "kedvezőbb" LIBS rövidítésnek köszönhető, mint a tudományos és nyilvános indexelési rendszerek keresési kulcsszava (a LIPS rövidítés keresése parfümmel kapcsolatos eredményeket eredményez). Az orosz nyelvű irodalomban még mindig nincs általánosan elfogadott elnevezés: Lézer-szikra emissziós spektrometria, lézer-indukált plazmaspektroszkópia , lézer-atomi emissziós spektroszkópia.
---
A lézeres lebontás úgy jön létre, hogy a pulzáló lézersugárzást a minta felületére (vagy gáztérfogatban, például levegőben) fókuszálják. A plazma létrehozásának folyamatát a minta felületének lézeres besugárzásával lézeres ablációnak nevezzük .
Jelenleg a LIBS rohamosan fejlődik, mivel lehetőség van olyan univerzális emissziós analizátorok létrehozására, amelyek bármilyen típusú mintát (beleértve a mikroszkopikusakat is) képesek egyszerre elemezni az összes elemre, kiváló térbeli felbontással a felületen, ráadásul érintés nélkül, a maguk a minták (távoli objektumok), minden -vagy minta-előkészítés nélkül (az anyag homogén kémiai összetétele esetén), valós időben működő kompakt hordozható változatban.
Lézerszikrában nagyon forró plazma képződik (akár 40 ezer kelvin ~ 1018 cm – 3 elektronsűrűség mellett ). Ebben az esetben a teljesen különböző mintákból kivont fáklya plazmája gyakran hasonló tulajdonságokkal rendelkezik.
A femtoszekundumos lézerimpulzusok (rövidebb, mint 1000 fs) használata nagymértékben leegyszerűsíti az anyag azonnali párolgási és ionizációs folyamatát anélkül, hogy a hőátadás befolyásolná a minta térfogatát és a lézersugárzás árnyékolását a lángplazmával, amely a vége után keletkezik. a lézerimpulzus. Ezek a tényezők javítják a vizsgálat reprodukálhatóságát .
Az ultraibolya lézerek használata lehetővé teszi a lézeres abláció jobb hatékonyságát és reprodukálhatóságát, és ezáltal nagyobb elemzési pontosságot, mint ami kevésbé összetett és elterjedtebb infravörös lézerekkel elérhető.
A gyakorlati alkalmazásokban a kalibrálási problémák és a meg nem határozott meghatározási határok (kb. 10-3 %, 5-10 % relatív hibával) okozzák a legnagyobb nehézséget. Sok esetben az érettségi csak hozzávetőleges marad. Heterogén anyagkeveréket képviselő anyagok (például ércek és kohászati töltetek ) elemzésekor munkaigényes minta-előkészítés szükséges .
A LIBS-ben a meghatározási határok csökkentése érdekében néha kettős lézerimpulzusokat alkalmaznak. Ideális esetben az első rövid ultraibolya impulzus lézerkivonást hoz létre (fáklyát hoznak létre), a második, hosszabb infravörös impulzus pedig a fáklyaplazma további melegítését eredményezi.
A lézeres szikraplazma nemcsak emissziós spektrumok forrásaként használható, hanem porlasztó -ionizálóként is használható az ionok tömegspektrometriai regisztrálásához. Ez egy másik módszer - a lézeres szikra tömegspektrometria (LIMS) vagy a lézeres mikrotömeg-spektrometria . A LIMS módszerben általában repülési idő tömegspektrométereket használnak, így a lézerszikra impulzus jellegét az ionok impulzusos kiválasztásával kombinálják.