Spectrometria de emisie de scântei cu laser ( LIES ) este una dintre metodele de analiză spectrală a emisiilor atomice , care utilizează spectrele plasmei de defalcare laser (scântei laser) pentru a analiza probe solide, lichide, medii gazoase, praf în suspensie și aerosoli. În literatura engleză, această metodă este numită Laser-Induced Breakdown Spectroscopy sau Laser-Induced Plasma Spectroscopy ( LIBS sau LIPS ).
În literatura de limbă engleză de la începutul anilor 60 până la sfârșitul anilor 2000, nu a existat un termen stabilit pentru denumirea metodei: spectroscopie cu scântei laser sau spectroscopie cu scântei indusă de laser, spectroscopie cu plasmă indusă de laser și spectroscopie de defalcare indusă de laser . Până la sfârșitul anilor 2000, în procesul de discutare a terminologiei, a fost aleasă spectroscopia de defalcare indusă de laser . Această alegere se datorează abrevierei mai „favorabile” LIBS ca cuvânt cheie de căutare în sistemele științifice și publice de indexare (căutarea pe abrevierea LIPS dă rezultate legate de parfum). În literatura în limba rusă, nu există încă un nume general acceptat: spectrometrie cu emisie cu scântei laser, spectroscopie cu plasmă indusă de laser, spectroscopie cu emisie atomică cu laser.
---
Defalcarea laserului se formează prin focalizarea radiației laser pulsate pe suprafața probei (sau într-un volum de gaz, de exemplu, în aer). Procesul de creare a plasmei prin iradierea laser a suprafeței probei se numește ablație cu laser .
În prezent, LIBS se dezvoltă rapid datorită posibilității de a crea analizoare universale de emisie capabile să analizeze orice tip de probe (inclusiv cele microscopice) pentru toate elementele deodată, cu rezoluție spațială excelentă pe suprafață, în plus, fără contact, fără a atinge eșantioanele în sine (obiecte la distanță), fără nicio pregătire -sau probe (în cazul unei compoziții chimice omogene a materialului), lucrând în timp real într-o versiune portabilă compactă.
O plasmă foarte fierbinte se formează într-o scânteie laser (până la 40 mii kelvin la o densitate de electroni de până la ~ 1018 cm – 3 ). În acest caz, plasma unei torțe extrasă din probe complet diferite are adesea caracteristici similare.
Utilizarea impulsurilor laser femtosecunde (mai scurte de 1000 fs) simplifică foarte mult procesul de evaporare instantanee și ionizare a unei substanțe fără influența transferului de căldură asupra volumului probei și ecranarea radiației laser de către plasma de flacără, care se formează după sfârșit. a pulsului laser. Acești factori îmbunătățesc reproductibilitatea testului.
Utilizarea laserelor ultraviolete permite o mai bună eficiență și reproductibilitate a ablației cu laser și, prin urmare, o precizie mai mare a analizei decât este posibilă cu laserele infraroșii mai puțin complexe și mai comune.
În aplicațiile practice, problemele de calibrare și limitele de determinare neimpresionante (aproximativ 10–3 % cu o eroare relativă de 5–10%) cauzează cele mai mari dificultăți. În multe cazuri, absolvirea rămâne doar aproximativă. În cazurile de analiză a materialelor reprezentând amestecuri eterogene de substanțe (de exemplu , minereuri și încărcături metalurgice ), este necesară pregătirea laborioasă a probei .
Pentru a reduce limitele de determinare în LIBS, se folosesc uneori impulsuri laser duale. În mod ideal, primul impuls ultraviolet scurt produce extracția cu laser (se creează o lanternă), iar cel de-al doilea impuls infraroșu, mai lung, produce încălzire suplimentară a plasmei torței.
Plasma cu scânteie laser poate fi folosită nu numai ca sursă de spectre de emisie, ci și ca atomizor -ionizator pentru înregistrarea spectrometrică de masă a ionilor. Aceasta este o metodă diferită - metoda spectrometriei de masă cu scântei laser (LIMS) sau spectrometriei de micromasă cu laser . Spectrometrele de masă cu timp de zbor sunt de obicei utilizate în metoda LIMS, astfel încât natura pulsată a scânteii laser este combinată cu selecția pulsată a ionilor.