مرجع کلمات و اصطلاحات اختصاری

در روش طیف‌سنجی (بیناب نمایی) فروشکست القایی لیزری (LIBS) با متمرکز کردن پالس لیزری روی ماده نمونه مجهول، حجم کوچکی از آن به شکل پلاسمای تابشی بسیار داغ که ناپایدار است، کنده می‌شود. پلاسما یک گاز یونیزه با دمای بالا شامل اتمها، یون و الکترونهای آزاد است. عامل ایجاد پلاسما برخورد پی در پی الکترونها با مولکولها و اتمهای نمونه و برانگیختگی آنهاست. تعداد این برخوردها آنقدر زیاد است که دمای پلاسما را بالا می‌برد. در حقیقت پلاسما را می‌توان یک شعله الکتریکی دانست که در مقایسه با شعله شیمیایی از پایداری، صحت و حساسیت بالاتری برخوردار است. عناصر مختلف در پلاسما پس از سرد شدن، طیف‌های اتمی، یونی و مولکولی مخصوص به خود را ساطع می‌کنند. از آنجایی که پلاسمای ایجاد شده دارای طول عمر بسیار کوتاهی است، لذا استفاده از تکنیک تفکیک زمانی به منظور انتخاب طیفهای اتمی، بسیار مهم است. نور گسیلی به وسیله یک طیف‌سنج به مؤلفه‌های طول موجی تجزیه شده و توسط آشکارساز ثبت می‌شود. با پردازش طول موج‌های ثبت شده، می‌توان به اطلاعاتی در مورد مقدار و نوع عناصر موجود در نمونه پی برد.

اما تاریخچه طیف‌سنجی فروشکست القاییده لیزری (LIBS) برمی گردد به کمی بعد از ابداع لیزر در دهه ۶۰ میلادی. لیزر پایه اصلی تکنیک LIBS می‌باشد، بعد از ساخت اولین لیزر یاقوت در ۱۹۶۰ تحقیقات زیادی در زمینه لیزر صورت گرفت. در سال ۱۹۶۳ روش Q-Switched در لیزرها ابداع شد. این نوع لیزرها توانایی تولید پالس با انرژی بالا و طول پالس کوتاه را دارا بودند و قابلیت استفاده در تکنیک LIBS را پیدا کردند. در سال ۱۹۶۳ اولین گزارشات در مورد ایجاد پلاسمای لیزر در گازها داده شد. در ادامه در سال ۱۹۶۶ آنالیز فلزات داغ توسط تکنیک LIBS صورت گرفت و می‌توان این دوران را زمان تولد تکنیک LIBS در عرصه علم دانست. در سالیان متمادی تحقیقات زیادی روی این تکنیک صورت گرفت و امروزه این تکنیک، یک تکنیک شناخته شده در زمینه طیف‌سنجی می‌باشد

از آنجا که این روش را می‌توان در محیط‌های متفاوت روی هر سه فاز ماده (جامد، مایع و گاز) به کار گرفت، در سال‌های اخیر کاربرد این روش در زمینه‌های صنعتی، پزشکی، نظامی و… رشد و توسعه بسیاری پیدا کرده و با استفاده از آن نمونه‌های مختلفی از قبیل آلیاژهای فلزی، نمونه‌های وابسته به زمین‌شناسی، باستان‌شناسی، زیست‌محیطی، مواد پلیمری و بیولوژیکی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته‌اند. ابزار و وسایل LIBS نسبت به دیگر روش‌های متداول ساده‌تر و ارزان‌تر است به گونه‌ای که می‌توان مجموعه‌ای از این ابزار را به صورت یک وسیله قابل حمل، قدرتمند و قابل استفاده در هر محیطی ساخت. مزیت‌هایی از قبیل عدم نیاز به آماده‌سازی نمونه که علاوه بر جلوگیری از آلوده شدن نمونه، استفاده از این روش را برای هر نمونه‌ای با ابعاد و ویژگی‌های مختلف ممکن می‌سازد. آنالیز از راه دور، سریع بودن و آنالیز مواد به‌طور آنی و در محل و… سبب شده که استفاده از این روش جهت تجزیه و تحلیل کمی و کیفی عنصری مواد مختلف بسیار مورد توجه قرار گیرد. همچنین این روش می‌تواند عناصر کمینه و اصلی را به‌طور همزمان و با حساسیتی بالا تا حد ppm آشکارسازی کند.

پلاسما مجموعه‌ای از ذرات شامل اتم‌ها، یون‌ها و الکترون‌های آزاد است که از نظر الکتریکی خنثی بوده و رفتاری جمعی از خود نشان می‌دهند. پلاسما در روش LIBS، از برهم کنش و جذب انرژی پالس لیزر توسط نمونه حاصل می‌شود. پلاسماها توسط پارامترهای گوناگونی مشخص می‌شوند که اساسی‌ترین آن‌ها درجه یونیزاسیون می‌باشد. پلاسمایی که در آن نسبت الکترونها به گونه‌های دیگر موجود در پلاسما، کمتر از %۱۰ باشد پلاسمای ضعیف نامیده می‌شود و از طرفی پلاسمایی که اتمهای آن تعداد زیادی الکترون از دست داده و نسبت الکترون به اتم و یونها خیلی زیاد است، پلاسما با درجه یونیزاسیون بالا گفته می‌شود. پلاسماهای ایجاد شده در روش LIBS عموماً در دسته اول قرار می‌گیرند. برهم کنش بین لیزر و ماده دارای قدمتی طولانی به اندازه خود لیزر است. این فرایند که در روش LIBS محصول آن پلاسما است، فرایندی پیچیده‌است که به متغیرهای زیادی از جمله پارامترهای مربوط به لیزر و نوع ماده بستگی دارد و بحث پیرامون آن در اینجا نمی‌گنجد. در پلاسما، اتمهای خنثی و یونهایی که در حالت برانگیخته قرار دارند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. در ادامه فرایندهای مربوط به تشکیل پلاسما بیان خواهد شد.

ارسال نظر