High repetition rate laser-induced breakdown spectroscopy using acousto-optically gated detection

Simple item page
dc.contributor.authorPořízka, Pavelcs
dc.contributor.authorKaiser, Jozefcs
dc.coverage.issue073104cs
dc.coverage.volume85cs
dc.date.accessioned2020-08-04T11:57:56Z
dc.date.available2020-08-04T11:57:56Z
dc.date.issued2014-07-24cs
dc.description.abstractThis 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.en
dc.description.abstractTento 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.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent073104-073104cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationReview of Scientific Instruments. 2014, vol. 85, issue 073104, p. 073104-073104.en
dc.identifier.doi10.1063/1.4890337cs
dc.identifier.issn0034-6748cs
dc.identifier.other109125cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/69370
dc.language.isoencs
dc.publisherAIP Publishingcs
dc.relation.ispartofReview of Scientific Instrumentscs
dc.relation.urihttp://dx.doi.org/10.1063/1.4890337cs
dc.rights(C) AIP Publishingcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/0034-6748/cs
dc.subjectspektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu
dc.subjectLIBS
dc.subjectakustooptický modulátor
dc.subjectvysoká opakovací frekvence
dc.subjectlaser-induced breakdown spectroecopyen
dc.subjectLIBSen
dc.subjectacousto-optically gated detectoren
dc.subjectrepetiton rateen
dc.titleHigh repetition rate laser-induced breakdown spectroscopy using acousto-optically gated detectionen
dc.title.alternativeSpektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu s vysokou opakovací frekvencí využitím akustoopticky spínaných detektorůcs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-109125en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2020.08.04 13:57:56en
sync.item.modts2020.08.04 12:48:37en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrstvícs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
RSI201485vut.pdf
Size:
960.21 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
RSI201485vut.pdf
Download
Collections
Ústav fyzikálního inženýrství