Laserinduzierte Plasmaspektroskopie - LIBS

Bei der Laserinduzierten Plasmaspektroskopie (englisch laser-induced breakdown spectroscopy) wird mit einem Laser auf eine Probe geschossen. Durch die extreme Hitze des Lasers (10.000 K und mehr) wird ein Plasma erzeugt. Ein Plasma ist eine Wolke aus Ionen (geladenen Atomen) und Elektronen (negativ geladenen Teilchen). Beim anschließenden Zerfall des Plasmas wird Licht emittiert. Licht besteht aus mehreren Wellenlängen, ein Spektrometer macht prinzipiell nichts anderes als Regentropfen, die das Licht der Sonne in die Farben (Wellenlängen) des Regenbogens spalten, nur viel präziser.

Dieses Licht wird mit Hilfe eines Glasfaserkabels zu einem Spektrometer transportiert. Ein Spektrometer macht prinzipiell nichts anderes als Regentropfen, die das Licht der Sonne in die Farben (Wellenlängen) des Regenbogens spalten, nur viel präziser. Jedes Element besitzt charakteristische Wellenlängen, die eine Zuordnung von Wellenlänge und Element erlauben. Anschließend ist ein Detektor in der Lage jeder Wellenlänge eine Intensität zuzuordnen.

Dadurch kann man bereits herausfinden welche Elemente in der Probe enthalten sind. Möchte man allerdings wissen wie hoch die Konzentration eines Elementes ist benötigt man ein Referenzmaterial mit bereits bekannter Konzentration.

Unsere Pellets sind unter dem Laserstrahl stabil, obwohl sie ohne Bindemittel verpresst werden. Dadurch eignen sie sich als Referenzmaterial für LIBS-Analysen.

Abb.1: Gemitteltes LIBS-Spektrum von 36 Messungen auf einem Basalt. Die roten vertikalen Linien deuten die, für jedes Element, verwendeten Wellenlängen an. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.1: Gemitteltes LIBS-Spektrum von 36 Messungen auf einem Basalt. Die roten vertikalen Linien deuten die, für jedes Element, verwendeten Wellenlängen an. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.2: Gemitteltes LIBS-Spektrum von 36 Messungen auf einem BCR-2-NP Pellet. Die roten vertikalen Linien deuten die, für jedes Element, verwendeten Wellenlängen an. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.2: Gemitteltes LIBS-Spektrum von 36 Messungen auf einem BCR-2-NP Pellet. Die roten vertikalen Linien deuten die, für jedes Element, verwendeten Wellenlängen an. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.3: Wasserfallplot der 36 Messungen auf einem Basalt. Die erreichte Reproduzierbarkeit kann der Tabelle oben rechts entnommen werden. Das gemessene Muster innerhalb einer Fläche von 6 x 6 cm ist in der Skizze unten links zu finden. Messfleckgröße 300 µm. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.3: Wasserfallplot der 36 Messungen auf einem Basalt. Die erreichte Reproduzierbarkeit kann der Tabelle oben rechts entnommen werden. Das gemessene Muster innerhalb einer Fläche von 6 x 6 cm ist in der Skizze unten links zu finden. Messfleckgröße 300 µm. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.4: Wasserfallplot der 36 Messungen auf einem BCR-2-NP Pellet. Die erreichte Reproduzierbarkeit kann der Tabelle oben rechts entnommen werden. Das gemessene Muster innerhalb des Pellets ( 32 mm Durchmesser) ist in der Skizze unten links zu finden. Messfleckgröße 300 µm. Daten von Applied Photonics Ltd.
Abb.4: Wasserfallplot der 36 Messungen auf einem BCR-2-NP Pellet. Die erreichte Reproduzierbarkeit kann der Tabelle oben rechts entnommen werden. Das gemessene Muster innerhalb des Pellets ( 32 mm Durchmesser) ist in der Skizze unten links zu finden. Messfleckgröße 300 µm. Daten von Applied Photonics Ltd.

FunFact: Ein LIBS-System befindet sich momentan an Bord des Rovers Curiosity auf dem Mars.

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