Увеличение воспроизводимости и усиление аналитического сигнала в фемтосекундной двухимпульсной лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии

Метод оптимизации глубины фокусировки предложен для усиления сигнала и воспроизводимости в коллинеарной двухимпульсной фемтосекундной лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии. Метод основан на оптимизации глубины фокусировки второго импульса. Спектральная интенсивность сигнала показала стабильное усиление с коэффициентом усиления ~3, воспроизводимость сигнала показала минимальные колебания, когда глубина фокусировки второго импульса находилась в диапазоне 0—2 мм ниже поверхности образца. Обсуждаются возможные механизмы, лежащие в основе усиления сигнала и улучшения воспроизводимости, на основе измеренной температуры плазмы и электронной плотности. 

1. H. K. Kurniawan, M. O. Tjia, K. Kagawa, Appl. Spectrosc. Rev., 49, No. 5, 323–434 (2013).

2. C. Pasquini, J. Cortez, L. M. C. Silva, F. B. Gonzaga, J. Anal. At. Spectrom., 22, No. 18, 463–512 (2007).

3. B. Stuart, M. Feit, S. Herman, A. Rubenchik, B. Shore, Phys. Rev. B, 53, No. 4, 1749 (1996).

4. A. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter, Crit. Rev. Anal. Chem., 37, No. 4, 257–290 (2006).

5. X. Li, Z. Wang, Y. Fu, Z. Li, J. Liu, W. Ni, Appl. Spectrosc., 68, No. 9, 955–962 (2014).

6. M. Z. Martin, S. D. Wullschleger, C. T. Garten, V. J. Anthony, Appl. Opt., 42, No. 12, 2072–2077 (2003)

7. J. Shi, Z. Yuan, X. Li, Y. Sun, P. Zhao, S. Sun, B. Han, Plasma Sci. Technol., 17, No. 2, 025601 (2015).

8. S. Guirado, F. J. Fortes, J. J. Laserna, Talanta, 137, No. 1, 182–188 (2015).

9. N. Menyuk, D. K. Killinger, C. R. Menyuk, Appl. Opt., 21, No. 18, 3377–3383 (1982).

10. Z. Wang, Z. Hou, S. Liu, D. Jiang, J. Liu, Z. Li, Opt. Express, 20, No. 6, A1011–A1018 (2012).

11. L. B. Guo, W. Hu, B. Y. Zhang, X. N. He, C. M. Li, Y. S. Zhou, Z. X. Cai, X. Y. Zeng, Y. F. Lu, Opt. Express, 19, No. 15, 14067–14075 (2011).

12. M. Weidman, M. Baudelet, S. Palanco, M. Sigman, P. J. Dagdigian, M. Richardson, Opt. Express, 18, No. 1, 259–266 (2010).

13. W. D. Zhou, K. X. Li, Q. M. Shen, Q. L. Chen, J. Long, Opt. Express, 18, No. 3, 2573–2578 (2010).

14. S. S. Harilal, P. K. Diwakar, A. Hassanein, Appl. Phys. Lett., 103, No. 4, 041102 (2013).

15. T. A. Labutin, V. N. Lednev, A. A. Ilyin, A. M. Popov, J. Anal. At. Spectrom., 31, No. 1, 90–118 (2016).

16. J. K. Koga, K. Moribayashi, Y. Fukuda, S. V. Bulanov, A. Sagisaka, K. Ogura, H. Daido, M. Yamagiwa, T. Kimura, T. Fujikawa, J. Phys. D: Appl. Phys., 43, No. 2, 025204 (2010).

17. V. Zorba, J. Syzdek, X. Mao, R. E. Russo, R. Kostecki, Appl. Phys. Lett., 100, No. 23, 234101 (2012).

18. B. Verhoff, S. S. Harilal, J. R. Freeman, P. K. Diwakar, A. A. Hassanein, J. Appl. Phys., 112, No. 9, 093303 (2012).

19. Z. Hu, S. Singha, Y. Liu, R. J. Gordon, Appl. Phys. Lett., 90, No. 13, 131910 (2007).

20. S. Singha, Z. Hu, R. J. Gordon, J. Appl. Phys., 104, No. 11, 113520 (2008).

21. T. Donnelly, J. G. Lunney, S. Amoruso, R. Bruzzese, X. Wang, A. X. Ni, J. Appl. Phys., 106, No. 1, 013304 (2009).

22. S.C.Choi, M.K. Oh, Y.Lee, S. Nam, D. K. Ko,J.Lee, Spectrochim. Acta B, 64, No. 5, 427–435 (2009).

23. V. I. Babushok, F. C. Gottfried, C. A. Munson, A. W. Miziolek, Spectrochim. Acta B, 61, No. 9, 999–1014 (2006).

24. J. R. Becker, P. J. Skrodzki, P. K. Diwakar, A. Hassanein, Spectrosc. Lett., 49, No. 4, 276–284 (2016).

25. S. S. Harilal, P. K. Diwakar, M. P. Polek, M. C. Phillips, Opt. Express, 23, No. 12, 15608–15615 (2015).

26. H. Qi, S. Li, Y. Qi, A. Chen, Z. Hu, X. Huang, M. Jinac, D. Ding, J. Anal. At. Spectrom., 29, No. 6, 1105–1111 (2014).

27. J. T. Schiffern, D. W. Doerr, R. E. Dennis, Spectrochim. Acta B, 62, No. 12, 1412–1418 (2007).

28. D. Stratis, K. Eland, S. Angel, Appl. Spectrosc., 54, No. 9, 1270–1274 (2000).

29. C. Zuhlke, T. Anderson, D. Alexander, C. G. Parigger, Appl. Spectrosc., 68, No. 9, 1021–1029 (2014).

30. T. A. Labutin, S. M. Zaytsev, A. M. Popov, N. B. Zorov, Opt. Express, 20, No. 19, 22382–22387 (2014).

31. V. Piñon, D. Anglos, Spectrochim. Acta B, 64, No. 10, 950–960 (2009).

32. J. Bengoechea, C. Aragón, J. Aguilera, Spectrochim. Acta B, 60, No. 6, 897–904 (2005).