Фазоселективная LIBS с наночастицами цинка

Фазоселективная LIBS с наночастицами цинка.

В фазоселективной спектроскопии лазерно-индуцированного пробоя (PS-LIBS) наночастицы, переносимые газом, облучаются лазерными импульсами (≈2,4 ГВт / см²), что приводит к пробою фазы наночастиц, но не окружающей газовой фазы. В данной работе исследуется влияние длительности и энергии лазерного импульса возбуждения на интенсивность и длительность сигнала излучения PS-LIBS наночастиц TiO₂. Лазерные импульсы от лазера с удвоенной частотой, легированного неодимом, на иттриево-алюминиевом гранате (Nd: YAG) (532 нм) растягиваются с 8 нс (полная ширина на половине пика, FWHM) до ∼30 нс при фиксированной энергии импульса с использованием комбинации двух оптических резонаторов. Интенсивность эмиссии атомов титана при длине волны около 500 нм увеличивается на ≈60%, при этом растянутый импульс и эмиссия при длине волны около 482 нм, приписываемые TiO, увеличиваются более чем в 10 раз. В то время как атомная эмиссия возрастает при растянутом лазерном импульсе и затухает примерно через 20 нс после окончания лазерного импульса, эмиссия TiO достигает своей максимальной интенсивности примерно через 20 нс и длится дольше. При низкой энергии лазера (т.е. 1 МДж/ импульс или 80 МВт/см²) преобладают выбросы TiO, но их увеличение с увеличением энергии лазера ниже по сравнению с атомными выбросами. Происхождение эмиссии длиной волны 482 нм изучается путем изучения нескольких различных аэрозольных установок, включая Ti-O, Ti-N и Ti-O-N от генератора искровых частиц и аэрозоль Ti-O-N-C-H от пламенного синтеза. Выбросы длиной волны 482 нм приписываются электронно возбужденному TiO, вероятно, возникающему в результате реакции возбужденных атомов титана с окружающими окисляющими (углеродсодержащими и / или радикальными) частицами. Влияние длительности импульса объясняется смещением поглощения от начального взаимодействия с частицей к длительному взаимодействию с плазмой за счет обратного тормозного излучения.

Ключевые слова: LIBS; Спектроскопия лазерно-индуцированного пробоя; хемилюминесценция; генерируемая лазером плазма; молекулярная эмиссия; длительность импульса.