Том 35, номер 05, статья № 5

Аннотация:

Исследована зависимость интенсивности эмиссионных линий Ca (393,3; 396,8; 422,6 нм), Mg (383,6 нм), Na (589 нм) от длительности лазерного импульса в методе филаментно-индуцированной эмиссионной спектроскопии. Филамент возбуждался в аэрозоле морской воды с каплями размером 0,8–2 мкм лазерными импульсами длительностью 70, 230, 500, 900 фс при неизменной энергии импульса 3,0 мДж. Показано, что с увеличением длительности лазерного импульса интенсивности эмиссионных линий исследуемых элементов возрастали, за исключением линии Mg. Получены оптимальные значения длительности лазерного импульса для возбуждения линий Ca, Mg, Na в аэрозоле морской воды.

Ключевые слова:

филаментно-индуцированная эмиссионная спектроскопия, длительность лазерного импульса, анализ аэрозолей, фемтосекундное излучение, Ca, Na, Mg

Список литературы:

1. Aragón C., Aguilera J.A. Characterization of laser induced plasmas by optical emission spectroscopy: A review of experiments and methods // Spectrochim. Acta Part B: At. Spectrosc. 2008. V. 63, N 9. P. 893–916.
2. Кульчин Ю.Н., Вознесенский С.С., Гамаюнов Е.Л., Голик С.С., Ильин А.А., Каменев О.Т., Никитин А.И., Павлов А.Н., Попик А.Ю., Ромашко Р.В., Суббо­тин Е.П. Фотонные методы и технологии мониторинга океана и атмосферы // Квант. электрон. 2020. Т. 50, № 5. С. 475–488.
3. Laser-induced breakdown spectroscopy // Singh J.P., Thakur S.N. (eds.). New York: Elsevier, 2020. 620 p.
4. Cremers D.A., Radziemski L.J. Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. Chichester: John Wiley & Sons, 2013. 432 p.
5. Rohwetter Ph., Stelmaszczyk K., Wöste L., Ackermann R., Méjean G., Salmon E., Kasparian J., Yu J., Wolf J.-P. Filament-induced remote surface ablation for long range laser-induced breakdown spectroscopy operation // Spectrochim. Acta Part B: At. Spectrosc. 2005. V. 60, N 7–8. P. 1025–1033.
6. Xu H.L., Simard P.T., Kamali Y., Daigle J.-F., Marceau C., Bernhardt J., Dubois J., Châteauneuf M., Théberge F., Roy G., Chin S.L. Filament-induced breakdown remote spectroscopy in a polar environment // Laser Phys. 2012. V. 22, N 12. P. 1767–1770.
7. Finney L.A., Lin J., Skrodzki P.J., Burger M., Nees J., Krushelnick K., Jovanovic I. Filament-induced breakdown spectroscopy signal enhancement using optical wavefront control // Opt. Commun. 2021. V. 490. P. 126902.
8. Labutin T.A., Lednev V.N., Ilyin A.A., Popov A.M. Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy // J. Anal. At. Spectrom. 2016. V. 31, N 1. P. 90–118.
9. Кандидов В.П., Шленов С.А., Косарева О.Г. Филаментация мощного фемтосекундного лазерного излучения // Квант. электрон. 2009. Т. 39, № 3. С. 205–228.
10. Кандидов В.П., Шленов С.А., Силаева Е.П., Дергачев А.А. Филаментация мощного фемтосекундного лазерного излучения в воздухе и ее приложения в атмосферной оптике // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 10. С. 873–884.
11. Chin S.L., Hosseini S.A., Liu W., Luo Q., Théber­ge F., Aközbek N., Becker A., Kandidov V.P., Kosareva O.G., Schroeder H. The propagation of powerful femtosecond laser pulses in optical media: Physics, applications, and new challenges // Can. J. Phys. 2005. V. 83, N 9. P. 863–905.
12. Апексимов Д.В., Бабушкин П.А., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Петров А.В., Рябцев В.М. Исследования эмиссионного свечения твердого вещества и антропогенных аэрозолей в поле мощного фемтосекундного ла­зерного излучения при его самофокусировке в воздухе для целей дистанционного зондирования атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 9. С. 698–704; Apeksimov D.V., Babushkin P.A., Geinz Yu.E., Zemlyanov A.A., Kabanov A.M., Matvienko G.G., Oshlakov V.K., Petrov A.V., Ryabtsev V.M. Study of the emission glow of solids and anthropogenic aerosols in the field of high-power femtosecond laser radiation during self-focusing in air for remote sensing of the atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 1. P. 6–13.
13. Burger M., Polynkin P., Jovanovic I. Filament-induced breakdown spectroscopy with structured beams // Opt. Express. 2020. V. 28, iss. 24. P. 36812–36821.
14. Gill R.K., Knorr F., Smith Z.J., Kahraman M., Madsen D., Larsen D.S., Wachsmann-Hogiu S. Characte­rization of femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy (fsLIBS) and applications for biological samples // Appl. Spectrosc. 2015. V. 68, N 9. P. 949–954.
15. Букин О.А., Голик С.С., Ильин А.А., Кульчин Ю.Н., Соколова Е.Б., Бауло Е.Н. Лазерная искровая спектроскопия жидких сред с возбуждением импульсами фемтосекундной длительности // Оптика атмосф. и океана. 2009. Т. 22, № 3. С. 296–300; Bukin O.A., Golik S.S., Il’in A.A., Kul’chin Yu.N., Sokolova E.B., Baulo E.N. Laser-induced breakdown spectroscopy in liquid medium // Atmos. Ocean. Opt. 2009. V. 22, N 2. P. 209–213.
16. Rohwetter Ph., Yu J., Méjean G., Stelmaszczyk K., Salmon E., Kasparian J., Wolf J.-P., Wöste L. Remote LIBS with ultrashort pulses: Characteristics in picosecond and femtosecond regimes // J. Anal. At. Spectrom. 2004. V. 19, N 4. P. 437–444.
17. Noack J., Hammer D.X., Noojin G.D., Rockwell B.A., Vogel A. Influence of pulse duration on mechanical effects after laser-induced breakdown in water // J. Appl. Phys. 1998. V. 83, N 12. P. 7488–7495.
18. Vogel A., Noack J., Nahen K., Theisen D., Busch S., Parlitz U., Hammer D.X., Noojin G.D., Rockwell B.A., Birngruber R. Energy balance of optical breakdown in water at nanosecond to femtosecond time scales // Appl. Phys. B: Lasers Opt. 1999. V. 68, N 2. P. 271–280.
19. Голик С.С., Майор А.Ю., Лисица В.В., Толстоногова Ю.С., Ильин А.А., Боровский А.В., Букин О.А. Пределы обнаружения химических элементов в водном аэрозоле в филаментно-индуцированной эмиссионной спектроскопии // Журн. прикл. спектроскоп. 2021. Т. 88, № 2. С. 275–281.