AHI: Nd 3 + при накачуванні випромінюванням імпульсної ксенонової лампи.
Для отримання 2-х імпульсного випромінювання застосовується оптична система відомості імпульсів від 2-х ідентичних лазерних резонаторів. Спеціальна конструкція дозволяє одночасно виробляти оптичну накачування 2-хактівних елементів однієї імпульсною лампою. Лампа і два активних елемента розташовані у відбивачі з кварцового скла з дифузним відбиваючим покриттям. Відбивач забезпечує однорідну засвічення активних елементів і фільтрацію УФ частини випромінювання лампи накачування. Частина збудливого випромінювання, що потрапляє в смуги поглинання іонів Nd 3 *, переводить останні в збуджений стан, приводячи тим самим до інверсної населеності. По досягненні порогової інверсії лазер генерує імпульси когерентного випромінювання.
Лазер використовується в якості імпульсного джерела енергії, і призначений для формування в приповерхневій зоні проби яркосветящейся плазми, спектральний склад випромінювання якої характеризує елементний (атомний) склад речовини або матеріалу.
За своєю суттю двухімпульсний режим генерації є інженерної реалізацією високочастотного режиму, при якому для пари імпульсів реалізується частота проходження до 1 МГц.
Випромінювання від джерела лазерного випромінювання за допомогою оптичної системи із змінною фокусною відстанню направляється на поверхню проби. В результаті фокусування короткого імпульсу лазерного випромінювання тривалістю 10 ні, с енергією 80-150 мДж в пляму діаметром 0,2 - 1,2 мм на поверхні проби може бути отримана щільність потужності лазерного випромінювання 0.7-50 ГВт/см 2 .
Лазер в аналізаторі виконує одночасно роль системи пробовідбору, атомізації (розпад молекул на атоми) речовини і збудження атомних емісійних спектрів, а в деяких випадках, і роль системи підготовки проби до аналізу.
.4.3.2 Формування плазми
При поглинанні речовиною енергії лазерного імпульсу, відбувається нагрів, плавлення і випаровування декількох мікрограмів речовини. Під впливом енергії переднього фронту лазерного імпульсу у випарах радіально розлітаються хмарі речовини відбувається утворення області ерозійної плазми. Рух частинок речовини в ерозійної плазмі відбувається з надзвуковою швидкістю, що створює ударний фронт (зону підвищеного тиску) на кордоні плазма - повітря, який стає перешкодою розльоту речовини з колишньою швидкістю. У результаті на кордоні плазма - повітря утворюється область В«ущільненої плазмиВ», яка екранує енергію продовжує надходити центрального і заднього фронтів лазерного імпульсу. p align="justify"> Екранована енергія не досягає поверхні проби, а частково відбивається, частково поглинається на кордоні плазма-повітря. Поглинена на кордоні енергія призводить до переходу електронів атомів у вільний стан. В результаті екранування призупиняється процес випаровування речовини проби. Далі, ерозійна плазма речовини продовжує розширюватися в обсязі, створюючи розріджену атмосферу за фронтом свого розширення. Із закінченням лазерного імпульсу плазма швидко остигає. p align="justify"> Таким чином, при впливі одиночного імпульсу лазерного випромінювання, викид плазми здійснюється в порівняно щільну повітряне середовище, характеризуемую атмосферним тиском і температурою приміщення (300 К). На деякій відстані від поверхні проби утворюється ущільнене хмара плазми (що складається з ерозійної плазми і плазми повітря), частково екранує енергію лазерного імпульсу. У цьому випадку енергія лазерного імпульсу, перше, не ефективно витрачається на розвиток ерозійної плазми, а по-друге, сприяє високому рівню суцільного спектру. Через це плазма знаходиться в стані термодинамічної рівноваги нетривалий час, що часто не дозволяє зареєструвати емісійні спектри на тлі суцільного спектру свічення плазми. До того ж при такому розвитку процесу аналітичні лінії часто схильні реабсорбції, що насамперед пов'язано з турбулентним (з завихреннями) развітіемплазми. p align="justify"> На відміну від розвитку плазми першого імпульсу, розвиток плазми другого імпульсу лазерного випромінювання, наступного через 5-15 мкс (затримка підбирається експериментальним шляхом), відбувається в розігрітих продуктах розпаду плазмового освіти від першого лазерного імпульсу і при зниженому атмосферному тиску в приповерхневій області. Так само в зоні впливу зберігається залишковий розігрів поверхні проби, що збільшує енергетичну ефективність процесу плавлення і випаровування речовини. У таких умовах випаровується речовина не зустрічає опір повітря і розвиток ерозійної плазми носить ламінарний характер, тобто світяться пари поширюються прямолінійно, без завихрень. При цьому не у...
