Development of the double-pulse technique to improve the analytical performance of Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) on solids

Développement de la technique de la double impulsion laser pour améliorer les performances analytiques de l'Ablation Laser couplée à la Spectrométrie d’Émission Optique (AL/SEO) sur solides

Céline Gautier (1)

1 G2R - Géologie et gestion des ressources minérales et énergétiques

The double-pulse technique has been developed to improve the analytical performance of Laser Ablation coupled to Optical Emission Spectroscopy (LA/OES). This approach relies on the addition of a second time-resolved laser pulse to the classical LA/OES system. It has been studied on aluminium alloys according to different geometries of the two laser beams (orthogonal and collinear geometries) before being applied to different materials (synthetic glass, rock, steel, sodium chloride). The increase in emission intensity depends on the temporal parameters, on the excitation energy level of the emission line, on the concentration of the studied element and on the analyzed matrix. The double-pulse LA/OES technique can be particularly interesting to improve the sensitivity towards vitreous matrices containing elements emitting lines with high excitation energy levels.

La technique de la double impulsion laser a été développée pour améliorer les performances analytiques de l'Ablation Laser couplée à la Spectrométrie d’Émission Optique (AL/SEO). Cette approche repose sur l'ajout d'une deuxième impulsion laser résolue temporellement au système AL/SEO classique. Elle a été étudiée sur des alliages d'aluminium selon différentes géométries des deux faisceaux laser (géométrie orthogonale et géométrie colinéaire) avant d'être appliquée sur différents matériaux (verre synthétique, roche, acier, chlorure de sodium). Le gain d'intensité mesuré en double impulsion dépend des paramètres temporels, du niveau d'énergie de départ de la raie d'émission, de la concentration de l'élément étudié et de la matrice analysée. La technique de la double impulsion laser en AL/SEO peut s'avérer particulièrement intéressante afin d'améliorer la sensibilité analytique vis-à-vis de matrices vitreuses contenant des éléments émettant des raies à partir de hauts niveaux d'énergie de départ.

Mots clés: laser ablation; optical emission spectroscopy; elemental analysis; glass; rock; steel

Mots clés: ablation laser; spectrométrie d'émission optique; analyse élémentaire; plasma; aluminium; verre; roche; acier

Domaines: Autre

Céline Gautier. Développement de la technique de la double impulsion laser pour améliorer les performances analytiques de l'Ablation Laser couplée à la Spectrométrie d’Émission Optique (AL/SEO) sur solides : Applications nucléaires et géologiques. Autre. Université Henri Poincaré - Nancy I, 2005. Français. ⟨NNT : 2005NAN10136⟩. ⟨tel-00011366⟩