Retour du Jeudi – 20/06/19 – Laser induced breakdown spectroscopy

20/06/2019

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Retour du Jeudi – 20/06/19 – Laser induced breakdown spectroscopy

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Laser induced breakdown spectroscopy

La technologie LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) est une méthode temps réel permettant une analyse élémentaire, sans préparation préalable ni prélèvement d’échantillon, pour les différents états de la matière (liquide, solide, gaz ou aérosol).
La mesure est qualitative (présence d’un ou plusieurs éléments donnés) ou quantitative (part des éléments dans la composition de la matière ablatée).
L’analyse LIBS s’effectue en focalisant un laser impulsionnel sur un matériau. Sous l’effet de l’énergie du laser, la surface du matériau est échauffée. Le matériau est alors vaporisé lorsque la fluence (énergie délivrée par unité de surface) du laser est supérieure à son seuil d’ablation. Cette vapeur interagit avec le laser, s’ionise et, toujours sous l’effet de l’énergie laser, se transforme en un micro-plasma de plusieurs milliers de Kelvin.
Le volume de matière ablaté est de l’ordre du μm3.
Une fois l’impulsion laser finie, le plasma se refroidi et les espèces chimiques se désexcitent en émettant des photons. Cette émission se présente d’abord sous la forme d’une lumière continue puis, avec la poursuite du refroidissement du plasma et la diminution de la densité électronique, par un spectre constitué de raies atomiques.
L’analyse de ce spectre conduit à la détection et à la mesure des différents éléments constitutifs du matériau.
Les longueurs d’ondes et les intensités des raies atomiques du spectre sont caractéristiques des éléments constitutifs du plasma et proportionnels à leurs concentrations, et donc du matériau analysé.

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by Ronald Berger-Lefébure, İUMTEK and Daniel L’Hermite, CEA/DEN/DPC/SEARS/LANIE

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