Name: dependence of laser-induced breakdown spectroscopy results on pulse energies and timing parameters using soil simulants
Uploaded: 2013-09-23T19:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants at JoVE.com

وقد تم تمويل هذا العمل من خلال وزارة الطاقة الأميركية، مكتب العلوم.

1. نظام ليزر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام نبضات الليزر التي تنتجها بدون تاريخ Q-تحول: YAG الليزر التي تعمل على 1،064 نانومتر و في 10 هرتز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التركيز على نبضات الليزر على العينة مع 75 ملم التنسيق عدسة طول. </li><li style=";text-align:righ...

<ol>
	<li>Song, K., Lee, Y., Sneddon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+instrumentation+for+laser+induced+breakdown+spectroscopy.">Recent developments in instrumentation for laser induced breakdown spectroscopy.</a> Appl. Spec. Rev. 37 (1), 89-117 (2002).</li><li>Yamamoto, K. Y., Cremers, D. A., Foster, L. E., Ferris, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Metals+in+the+Environment+Using+a+Portable+Laser-Induced+Breakdown+Spectroscopy+Instrument.">Detection of Metals in the Environment Using a Portable Laser-Induced Breakdown Spectroscopy Instrument.</a> Appl. Spec. 50 (2), 222-233 (1996).</li><li>Cu&#241;at, J., Fortes, F. J., Cabal&#237;n, L. M., Carrasco, F., Sim&#243;n, M. D., Laserna, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Man-Portable+Laser-Induced+Breakdown+Spectroscopy+System+for+in+Situ+Characterization+of+Karstic+Formations.">Man-Portable Laser-Induced Breakdown Spectroscopy System for in Situ Characterization of Karstic Formations.</a> Appl. Spec. 62 (11), 1250-1255 (2008).</li><li>Munson, C. A., Gottfried, J. L., Gibb-Snyder, E., DeLucia, F. C., Gullett, B., Miziolek, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+indoor+biological+hazards+using+the+man-portable+laser+induced+breakdown+spectrometer.">Detection of indoor biological hazards using the man-portable laser induced breakdown spectrometer.</a> Appl. Opt. 47 (31), G48-G57 (2008).</li><li>Multari, R. A., Foster, L. E., Cremers, D. A., Ferris, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Sampling+Geometry+on+Elemental+Emissions+in+Laser-Induced+Breakdown+Spectroscopy.">Effect of Sampling Geometry on Elemental Emissions in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy.</a> Appl. Spec. 50 (12), 1483-1499 (1996).</li><li>Harmon, R. S., DeLucia, F. C., McManus, C. E., McMillan, N. J., Jenkins, T. F., Walsh, M. E., Miziolek, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-induced+breakdown+spectroscopy+-+An+emerging+chemical+sensor+technology+for+real-time+field-portable,+geochemical,+mineralogical,+and+environmental+applications.">Laser-induced breakdown spectroscopy - An emerging chemical sensor technology for real-time field-portable, geochemical, mineralogical, and environmental applications.</a> Appl. Geochem. 21 (5), 730-747 (2006).</li><li>Schill, A. W., Heaps, D. A., Stratis-Cullum, D. N., Arnold, B. R., Pellegrino, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+near-infrared+low+energy+ultra-short+laser+pulses+for+portable+applications+of+laser+induced+breakdown+spectroscopy.">Characterization of near-infrared low energy ultra-short laser pulses for portable applications of laser induced breakdown spectroscopy.</a> Opt. Express. 15 (21), 14044-14056 (2007).</li><li>Fortes, F. J., Laserna, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+fieldable+laser-induced+breakdown+spectrometer:+No+limits+on+the+horizon.">The development of fieldable laser-induced breakdown spectrometer: No limits on the horizon.</a> Spectrochim. Acta Part B. 65 (12), 975-990 (2010).</li><li>Leis, F., Sdorra, W., Ko, J. B., Niemax, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+Investigations+for+Laser+Microanalysis:+I.+Optical+Emission+Spectrometry+of+Laser-Produced+Sample+Plumes.">Basic Investigations for Laser Microanalysis: I. Optical Emission Spectrometry of Laser-Produced Sample Plumes.</a> Mikrochim. Acta II. 98, 185-199 (1989).</li><li>Lida, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+atmosphere+on+laser+vaporization+and+excitation+processes+of+solid+samples.">Effects of atmosphere on laser vaporization and excitation processes of solid samples.</a> Spectrochim. Acta Part B. 45 (12), 1353-1367 (1990).</li><li>Radziemski, L. J., Loree, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-induced+breakdown+spectroscopy:+Time-integrated+applications.">Laser-induced breakdown spectroscopy: Time-integrated applications.</a> J. Plasma Chem. Plasma Proc. 1 (3), 281-293 (1981).</li><li>Mueller, M., Gornushkin, I. B., Florek, S., Mory, D., Panne, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Approach+to+Detection+in+Laser-Induced+Breakdown+Spectroscopy.">Approach to Detection in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy.</a> Anal. Chem. 79 (12), 4419-4426 (2007).</li><li>Fan, C., Longtin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+Optical+Breakdown+in+Dielectrics+During+Ultrafast+Laser+Processing.">Modeling Optical Breakdown in Dielectrics During Ultrafast Laser Processing.</a> Appl. Opt. 40 (18), 3124-3131 (2001).</li><li>ANSI Z-136.5. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> American National Standard for Safe Use of Lasers in Educational Institutions. , (2009).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Compendium of Chemical Terminology. , (1997).</li><li>Cremers, D. A., Radziemski, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. , (2006).</li><li>Griem, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spectral Line Broadening by Plasmas. , (1974).</li><li>Ashkenazy, J., Kipper, R., Caner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+Measurements+of+Electron+Density+of+Capillary+Plasma+Based+on+Stark+Broadening+of+Hydrogen+Lines.">Spectroscopic Measurements of Electron Density of Capillary Plasma Based on Stark Broadening of Hydrogen Lines.</a> Phys. Rev. A. 43 (10), 5568-5574 (1991).</li></ol>

عند مقارنة أوضاع الكشف غير مسور ومسور، وتشير البيانات إلى حد الكشف أن طريقة الكشف عن بوابات يسمح للكشف عن كافة العناصر بما فيها تلك التي لم ينظر باستخدام الطاقات الليزر العالي في وضع الكشف غير مسور. باستخدام بوابات الكشف، ولم يلاحظ خلفية عالية الأولي من تشكيل البلاز?...

الليزر التي يسببها انهيار الطيفي (LIBS) هي طريقة بسيطة لتحليل العناصر التي تستخدم شرارة ولدت الليزر كمصدر الإثارة. وتركز نبضة ليزر على سطح أن ارتفاع درجات الحرارة، ablates، ويفتت بتأين المواد السطحية مما أدى إلى تشكيل البلازما. يتم حل ضوء البلازما طيفيا والكشف عن وتحديد العناصر التي كتبها توقيعاتهم الطيفية. إذا معايرة بشكل صحيح، يمكن LIBS تقديم النتائج الكمية. يمكن تحليل المواد الصلبة LIBS أو الغازات والسوائل مع إعداد عينة ضئيلة أو معدومة. 1 وهذه الخصائص تجعله مثاليا للتحليلات التي لا يمكن القيام بها في المختبر. حاليا، يجري درس LIBS للعديد من التطبيقات المختلفة وخاصة تلك التي تتطلب قياسات ميدانية لتقدير. 1-8 وهذا يتطلب تطوير LIBS الأجهزة باستخدام مكونات عرة والمدمجة مناسبة لنظام قائم على الميدان. في معظم الحالات،سوف مكونات حد ذاتها ليس لديها قدرات كاملة من الأجهزة المعملية، وبالتالي المساس الأداء التحليل. النتائج LIBS تعتمد على المعلمات نبضة ليزر وشروط القياس الأخرى التي تشمل الهندسة وأخذ العينات، والغلاف الجوي المحيطة، واستخدام بوابات الكشف أو غير مسور. 9-12 للالميداني LIBS الأجهزة، واثنين من العوامل الهامة للنظر هي الطاقة النبض واستخدام بوابات مقابل الكشف غير مسور. هذان العاملان تحديد إلى حد كبير تكلفة وحجم وتعقيد الصك LIBS. هي، التي بنيت متين الليزر الصغيرة التي يمكن أن تولد نبضات 10-50 ميغا جول في معدلات تكرار ،3-10 هرتز متوفرة تجاريا وسيكون من المفيد للغاية لاستخدام. وبالتالي، فمن المهم أن نعرف ما، إن وجدت، وفقدان في قدرات الكشف سينتج عن استخدام هذه الليزر. الطاقة نبض معلمة رئيسية لLIBS كما أنه يحدد كمية المواد ذاب وتبخر وشار الإثارةacteristics من البلازما. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام بوابات الكشف عن زيادة تكلفة النظام LIBS، ونتيجة لذلك، لا بد من تحديد الاختلافات بين الأطياف وقدرات الكشف باستخدام بوابات الكشف وغير مسور. مؤخرا، تم إجراء دراسة مقارنة لكشف بوابات كشف غير مسور لعناصر بسيطة وجدت في الصلب. وأظهرت النتائج أن حدود الكشف كانت مماثلة إن لم تكن أفضل للكشف عن غير مسور. 12 ومن الخصائص الهامة من LIBS هو أن يواجه آثار تقنية المصفوفة الفيزيائية والكيميائية. مثال من السابق هو أن الأزواج نبضة ليزر أكثر كفاءة مع إجراء السطوح / معدن من عدم إجراء السطوح 13 لهذه الدراسة، أردنا أن تحديد آثار الطاقة النبض وتوقيت المعلمات للمواد عدم إجراء مثل المحاكاة التربة. على الرغم من أن، تم تطوير أدوات LIBS المحمولة الميدانية واستخدامهابالنسبة لبعض التطبيقات، لم يتم إجراء دراسة شاملة عن قدرات الكشف مقارنة العالي الطاقة وأنظمة بوابات لأنظمة الطاقة أقل وغير مسور باستخدام المحاكاة التربة. وتركز هذه الدراسة على الليزر الطاقة النبض وتوقيت المعلمات لتحديد العناصر النزرة في مصفوفات معقدة. وتراوحت الطاقة نبضة ليزر 10-100 ميغا جول للحصول على المقارنة بين الطاقات الدنيا والعليا. وقد أجريت مقارنة بين استخدام بوابات مقابل الكشف غير مسور أيضا على نطاق الطاقة نفسها.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Nd:YAG laser</td>
			<td>Continuum</td>
			<td>Surelite II</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Echelle spectrograh/ICCD</td>
			<td>Catalina/Andor</td>
			<td>SE200/iStar</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Digital delay generator</td>
			<td>BNC</td>
			<td>Model 575-4C</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Hydraulic Press</td>
			<td>Carver</td>
			<td>Model-C</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>31-mm pellet die</td>
			<td>Carver</td>
			<td>3902</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Power meter indictor model</td>
			<td>Scientech, Inc.</td>
			<td>Model number: AI310D</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Power meter detector model</td>
			<td>Scientech, Inc.</td>
			<td>Model number: AC2501S</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>MSO 4054</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Optical fiber</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>QP1000-2-UV-VIS</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Lens kit (this kit contains the 75 mm f.l. lens)</td>
			<td>CVI Optics</td>
			<td>LK-24-C-1064</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagent/Material list</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Synthetic silicate sample</td>
			<td>Brammer Standard Company</td>
			<td>GBW 07704 </td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Synthetic silicate sample</td>
			<td>Brammer Standard Company</td>
			<td>GBW 07705 </td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Synthetic silicate sample</td>
			<td>Brammer Standard Company</td>
			<td>GBW 07706</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Synthetic silicate sample</td>
			<td>Brammer Standard Company</td>
			<td>GBW 07708</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Synthetic silicate sample</td>
			<td>Brammer Standard Company</td>
			<td>GBW 07709</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aluminum caps (for pressing synthetic silicate samples)</td>
			<td>SCP Science</td>
			<td>040-080-001</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

dependence of laser-induced breakdown spectroscopy results on pulse energies and timing parameters using soil simulants

تم فحص اعتماد بعض قدرات الكشف LIBS على انخفاض الطاقات نبض (&lt;100 ميغا جول) والمعلمات توقيت باستخدام عينات سيليكات الاصطناعية. واستخدمت هذه العينات والمحاكاة للتربة والعناصر الواردة طفيفة والتتبع التي توجد عادة في التربة في مجموعة واسعة من التركيزات. لهذه الدراسة، تم إعداد أكثر من 100 منحنيات المعايرة باستخدام الطاقات نبض مختلف والمعلمات التوقيت؛ تم تحديد حدود الكشف والحساسيات من منحنيات المعايرة. تم قياس درجات حرارة البلازما أيضا باستخدام المؤامرات بولتزمان لمختلف الطاقات والمعلمات توقيت اختبار. تم حساب كثافة الإلكترونات من البلازما باستخدام نصف كامل أقصى عرض (FWHM) من خط الهيدروجين في 656.5 نانومتر على الطاقات اختبارها. وعموما، فإن النتائج تشير إلى أن استخدام الطاقات انخفاض النبض والكشف غير مسور، لا يضر على نحو خطير على النتائج التحليلية. هذه النتائج هي مهمة جدا لتصميم الميدانوالشخص المحمولة أدوات LIBS.

سجلت تأثير الليزر الطاقة النبض وسائط الكشف عن قدرات الكشف. LIBS أطياف من العينات سيليكات الاصطناعية باستخدام بوابات الكشف وغير مسور على مدى مجموعة من الطاقات نبضة ليزر اختبارها. شيدت أكثر من 100 منحنيات المعايرة من هذه البيانات لتقييم تأثير الطاقة نبضة ليزر. و?...

Watch this Scientific Journal Video about Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants at JoVE.com

Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants

تم اختبار قدرات الكشف LIBS على المحاكاة التربة باستخدام مجموعة من الطاقات نبض والمعلمات توقيت. وقد استخدمت منحنيات المعايرة لتحديد حدود الكشف والحساسيات لمعلمات مختلفة. عموما، أظهرت النتائج أن لم يكن هناك انخفاض كبير في قدرات الكشف باستخدام أقل الطاقات النبض والكشف غير مسور.

اعتماد نتائج الليزر التي يسببها انهيار الطيفي على الطاقات نبض ومعلمات التوقيت عن طريق المحاكاة التربة

The  dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100  mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

بمساعدة مصفوفة الليزر الامتزاز / التأين وقت الرحلة (MALDI-TOF) قداس التحليل الطيفي من البروتينات سليمة أكبر من 100 كيلو دالتون

Effectively determining masses of proteins is critical to many biological studies (e.g. for structural biology investigations). Accurate mass ...

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

النقل من أنابيب الكربون النانوية المعدلة السطح من خلال عمود التربة

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

Construction of Models for Nondestructive Prediction of Ingredient Contents in Blueberries by Near-infrared Spectroscopy Based on HPLC Measurements

بناء نماذج التنبؤ تدميري من مكونات المحتويات في العنب البري بواسطة التحليل الطيفي القريبة من الأشعة تحت الحمراء بناء على قياسات HPLC

Nondestructive prediction of ingredient contents of farm products is useful to ship and sell the products with guaranteed qualities. Here, near-infrared ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

نظرة ثاقبة لتفاعلات الأحماض الأمينية والببتيدات مع المواد غير العضوية عن طريق جزيء واحدة قوة التحليل الطيفي

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

تحليل التنفس في الوقت الحقيقي باستخدام التأين نانوليكتروسبراي الثانوية بالإضافة إلى دقة عالية الطيف الكتلي

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Obtaining 3D Chemical Maps by Energy Filtered Transmission Electron Microscopy Tomography

الحصول على خرائط الكيميائية 3D بالطاقة التي تمت تصفيتها انتقال الميكروسكوب الإلكتروني التصوير المقطعي

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a ...

The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples

بروتوكول مبليكس لمتعدد omic تحاليل عينات التربة

Mass spectrometry (MS)-based integrated metaproteomic, metabolomic, and lipidomic (multi-omic) studies are transforming our ability to understand and ...

A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy

A New Straightforward Method for Lipophilicity logP Measurement using 19F NMR Spectroscopy

أسلوب مباشر جديد لقياس أجسام (logP) باستخدام 19"و مطيافية الرنين المغناطيسي النووي"

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction ...

Performing Spectroscopy on Plasmonic Nanoparticles with Transmission-Based Nomarski-Type Differential Interference Contrast Microscopy

أداء الطيفي علي جسيمات نانويه Plasmonic مع القائم علي انتقال Nomarski نوع التداخل التفاضلي التباين المجهر

Differential interference contrast (DIC) microscopy is a powerful imaging tool that is most commonly employed for imaging microscale objects using ...

Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy

توصيف لويس أزواج باستخدام المعايرة إلى جانب التحليل الطيفي الأشعة تحت الحمراء في الموقع

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, ...