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Laser Induced Breakdown Spectroscopy - LIBS

Laserinduzierte Plasmaspektroskopie

Ein Laserpuls mit einer Länge einer Nanosekunde erzeugt an einer definierten Stelle der Probe in einem Radius von 0,005 mm durch seine extreme Energiedichte ein kurzlebiges, lokal hochenergetisches Plasma. Das Plasma wird aus dem Oberflächen-Material gebildet, welches in einem engen Bereich abgetragen wird und Licht emittiert. 

(Das Verfahren ist wesentlich genauer und schneller als die klassischen Methoden der Röntgenfloureszenzanalyse. Zur Messung ist weder ein Strahlenschutz, noch ein Strahlenschutzbeauftragter noch eine aufwendige Präparation der Probe nötig.)

Das ausgestrahlte Licht wird mit Hilfe eines Spektrometers in seine verschiedenen Wellenlängen zerlegt. Die Lichtintensität der unterschiedlichen Wellenlängen wird im Detektor erfasst und elektronisch verarbeitet. Aufgetragen in einem Wellenlängendiagramm ergibt sich damit die Summe aller Spektren der in der Probe enthaltenen Atome.

Die charakteristischen Spektren werden selektiert und quantifiziert. Es wird ein Prozentsatz eines jeden enthaltenen Elementes aus der Gesamtprobe berechnet.

Das Ergebnis ist eine zunächst qualitative und quantitative Information über die enthaltenen Elemente der Probe am Messpunkt. Sollte ein Element spezifisch gemessen werden sollen, so werden nur die Wellenlängen dieses Elementes bei der Messung beachtet.

Ebenso ist es möglich, Elemente aus der Messung auszuschließen, um deren Gehalt in der Analyse nicht zu beachten.

Eine besondere Variante der quantitativen Bestimmung ist die Analyse der Zusammensetzungen in verschiedenen Tiefen unter einer Oberfläche. Zu diesem Zweck dringt der Laser mehrfach kurz gepulst in das Material ein. So kann die bis zu 15-fache Tiefe einer einfachen Messung erreicht werden. In jedem der 15 Tiefenpunkte wird die gewählte Analytikvariante qualitativ oder quantitativ durchgeführt.

 

 
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