Предисловие | 8 |
Введение | 10 |
Сокращения, константы, символы | 14 |
|
Глава 1 |
История | 18 |
|
1.1. Оптическая атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС) | 18 |
1.1.1. Классическая АЭС | 18 |
1.1.2. Лазерно-индуцированная АЭС | 19 |
1.2. Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (ЛИЭС) | 20 |
1.3. История ЛИЭС 1960—1980 гг. | 25 |
1.4. История ЛИЭС 1980—1990 гг. | 28 |
1.5. История ЛИЭС 1990—2000 гг. | 31 |
1.6. Современные достижения в ЛИЭС (2000—2002 гг.) | 36 |
Литература | 38 |
|
Глава 2 |
Основные процессы в лазерно-индуцированной плазме | 46 |
|
2.1. Свойства лазерно-индуцированной плазмы | 46 |
2.1.1. Контуры спектральных линий | 49 |
2.1.2. Определение электронной плотности по ширине спектральных |
линий | 50 |
2.1.3. Прозрачность плазмы | 54 |
2.1.4. Температура и термодинамическое равновесие | 55 |
2.2. Лазерно-индуцированный пробой | 61 |
2.2.1. Пробой в газах | 61 |
2.2.2. Явления, сопровождающие пробой в газах | 65 |
2.2.3. Пробой в твёрдом теле и на его поверхности, в аэрозолях |
и жидкостях | 65 |
2.2.4. Явления, сопровождающие пробой на поверхности твёрдого |
тела | 68 |
2.3. Лазерная абляция | 71 |
2.4. Двух- или многоимпульсная ЛИЭС | 75 |
2.5. Выводы | 77 |
Литература | 78 |
|
Глава 3 |
Аппаратура | 82 |
|
3.1. Принципиальная схема приборов ЛИЭС | 82 |
3.2. Лазеры | 84 |
3.2.1. Принципы работы лазеров | 84 |
3.2.2. Типы лазеров | 85 |
3.2.3. Свойства лазерного излучения, важные для ЛИЭС | 89 |
3.2.4. Генерация гармоник | 91 |
3.2.5. Двухимпульсный режим | 92 |
3.3. Оптические системы | 93 |
3.3.1. Фокусировка и сбор излучения | 93 |
3.3.2. Линзы | 95 |
3.3.3. Волоконные световоды | 96 |
3.4. Методы получения спектров | 101 |
3.4.1. Введение | 101 |
3.4.2. Спектральные устройства | 103 |
3.5. Приёмники излучения (детекторы) | 117 |
3.6. Калибровка систем детектирования | 124 |
3.6.1. Калибровка по длинам волн | 124 |
3.6.2. Калибровка спектральной чувствительности | 128 |
3.7. Временные характеристики сигналов | 130 |
3.8. Способы аппаратурной реализации ЛИЭС | 131 |
Литература | 133 |
|
Глава 4 |
Метрологические характеристики ЛИЭС | 136 |
|
4.1. Введение | 136 |
4.2. Измерение аналитического сигнала | 136 |
4.3. Воспроизводимость | 143 |
4.4. Градуировка | 146 |
4.4.1. Градуировочные графики | 146 |
4.4.2. Градуировочные стандартные образцы | 152 |
4.5. Пределы обнаружения | 154 |
4.6. Правильность | 155 |
Литература | 156 |
|
Глава 5 |
ЛИЭС: качественный анализ | 159 |
|
5.1. Введение | 159 |
5.2. Элементный анализ | 159 |
5.3. Идентификация материалов | 163 |
5.4. Контроль технологических процессов | 166 |
5.4.1. Техника эксперимента | 167 |
5.4.2. Результаты | 169 |
5.4.3. Заключение | 174 |
5.5. Классификация и распознавание материалов | 174 |
5.5.1. Состояние поверхности | 174 |
5.5.2. Типы классификации материалов | 176 |
5.5.3. Классификация материалов близкого состава | 178 |
5.6. Проверка загрязнённости местности с использованием ЛИЭС | 180 |
Литература | 183 |
|
Глава 6 |
ЛИЭС: количественный анализ | 185 |
|
6.1. Введение | 185 |
6.2. Пространственные характеристики пробоотбора | 187 |
6.3. Прочие характеристики пробоотбора | 190 |
6.4. Размеры частиц и неполное испарение | 195 |
6.5. Использование внутреннего стандарта | 196 |
6.6. Влияние химического состава основы пробы | 198 |
6.7. Применение ЛИЭС: определение примесей в растворах лития | 200 |
6.7.1. Цель | 201 |
6.7.2. Методика анализа | 201 |
6.7.3. Проведение аналитических измерений | 203 |
6.7.4. Результаты | 204 |
6.7.5. Градуировочные графики | 207 |
6.7.6. Воспроизводимость измерений | 208 |
6.7.7. Обсуждение результатов | 209 |
6.8. Метрологические характеристики ЛИЭС | 209 |
6.9. Заключение | 214 |
Литература | 214 |
|
Глава 7 |
ЛИЭС: дистанционный анализ | 216 |
|
7.1. Введение | 216 |
7.2. Классическая дистанционная ЛИЭС | 220 |
7.2.1. Аппаратура | 220 |
7.2.2. Фокусирование лазерного излучения | 221 |
7.2.3. Сбор излучения плазмы | 226 |
7.2.4. Результаты использования классической ЛИЭС | 227 |
7.3. Дистанционная ЛИЭС с использованием фемтосекундного излучения | 232 |
7.3.1. Классический вариант дистанционной ЛИЭС с использованием |
фемтосекундного излучения | 232 |
7.3.2. Применение фемтосекундной филаментации в дистанционном |
анализе | 234 |
7.3.3. Транспортируемая лаборатория «Терамобиль» | 237 |
7.3.4. Применение фемтосекундной ЛИЭС для дистанционного анализа | 237 |
7.4. Оптоволоконный вариант ЛИЭС | 239 |
7.4.1. Сбор излучения с помощью оптоволокна | 239 |
7.4.2. Передача лазерного излучения с помощью оптоволокна | 241 |
7.4.3. Применение оптоволокна | 244 |
Литература | 248 |
|
Глава 8 |
Современные фундаментальные исследования, оборудование и новые области применения ЛИЭС | 251 |
|
8.1. Введение | 251 |
8.2. Основы | 251 |
8.3. «Безэталонная» ЛИЭС | 257 |
8.4. Достижения в лазерной технике и спектральном приборостроении | 259 |
8.5. Анализ поверхности | 261 |
8.6. Изучение и применение двухимпульсного режима | 265 |
8.7. Анализ сталей | 268 |
8.8. Анализ биологических материалов | 270 |
8.9. Применение в атомной энергетике | 272 |
8.10. Применение ЛИЭС в космических исследованиях | 274 |
Литература | 285 |
|
Глава 9 |
Перспективы развития ЛИЭС | 290 |
|
9.1. Введение | 290 |
9.2. Расширение понимания основ и возможностей ЛИЭС | 290 |
9.3. Расширение сферы применения ЛИЭС | 293 |
9.4. Факторы, ускоряющие коммерциализацию ЛИЭС | 295 |
9.4.1. Стандартизация и количественный анализ | 295 |
9.4.2. Применение ЛИЭС в промышленности | 296 |
9.4.3. Доступность оборудования для ЛИЭС | 297 |
9.5. Заключение | 298 |
Литература | 299 |
|
Приложения | 301 |
|
А. Вопросы безопасности в ЛИЭС | 301 |
А.1. Планирование системы безопасности | 301 |
А.2. Безопасность при работе с лазерами | 301 |
А.З. Образование аэрозолей | 303 |
А.4. Пожарная безопасность при работе с лазерами | 303 |
Литература | 304 |
|
Б. Рекомендуемые подходы в ЛИЭС при исследовании различных образцов | 305 |
Литература | 309 |
|
В. Пределы обнаружения в ЛИЭС | 309 |
В.1. Пределы обнаружения, известные в литературе | 309 |
В.2. Унифицированные пределы обнаружения | 330 |
Литература | 333 |
|
Г. Важнейшие литературные источники по ЛИЭС | 340 |
|
Предметный указатель | 345 |