Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия


Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (ЛИЭС) — один из методов атомно-эмиссионного спектрального анализа, в котором используют спектры плазмы лазерного пробоя (лазерной искры) для анализа твёрдых образцов, жидкостей, газовых сред, взвешенной пыли и аэрозолей. В англоязычной литературе данный метод именуют Laser-Induced Breakdown Spectroscopy или Laser-Induced Plasma Spectroscopy (LIBS или LIPS).

В англоязычной литературе с начала 60-х и до конца 2000-х не было устоявшегося термина названия метода: laser spark spectroscopy or laser-induced spark spectroscopy, Laser-Induced Plasma Spectroscopy и Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. К концу 2000-х в процессе обсуждения терминологии, было выбрано Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Данный выбор связан с более "благоприятной" аббревиатурой LIBS как ключевого слова для поиска в научных и общедоступных системах индексирования (поиск по аббревиатуре LIPS дает результаты относящиеся к парфюмерии). В русскоязычной литературе до сих пор отсутствует общепринятое название: Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия, спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы, лазерно-атомная эмиссионная спектроскопия.

Лазерный пробой формируют при фокусировке импульсного лазерного излучения на поверхности образца (или в объёме газа — например, в воздухе). Процесс создания плазмы путём лазерного облучения поверхности образца называют лазерной абляцией.

В настоящее время ЛИЭС бурно развивается в связи с возможностью создания универсальных эмиссионных анализаторов, способных анализировать любые типы образцов (включая микроскопические) на все элементы сразу, с отличным пространственным разрешением по поверхности, причем бесконтактно, не касаясь самих образцов (удалённых объектов), без какой-либо пробоподготовки (в случае гомогенного химического состава материала), работающих в реальном времени в компактном переносном варианте.

В лазерной искре формируется весьма горячая плазма (до 40 тыс. кельвин при концентрации электронов до ~1018 см−3). При этом плазма факела, экстрагируемого из совершенно разных образцов, часто обладает схожими характеристиками.

Использование фемтосекундных лазерных импульсов (короче 1000 фс) предельно упрощает процесс мгновенного испарения и ионизации вещества без влияния теплопередачи по объёму образца и экранирования лазерного излучения плазмой факела, формирование которой происходит уже после окончания лазерного импульса. Эти факторы улучшают воспроизводимость анализа.