Laser-induced plasma spectroscopy (LIPS) is a powerful tool for the multi-element analysis of a huge variety of solid, liquid, and gaseous samples of industrial relevance. For LIPS an intense, pulsed laser beam (typically a Nd:YAG or excimer laser) is focused on the sample of interest, resulting in an evaporation, atomization, and partial ionization of the sample in an expanding plasma cloud. After a delay of some hundred nanoseconds to discriminate against the recombination background, the elemental composition of the sample can be determined via the spectrally and temporally resolved detection of the characteristic atomic and ionic emissions. Due to the minimum sample preparation, the low cost for a single measurement, and the potential for an extensive automation, LIPS is an attractive approach to process analysis. The objective of this work to extend the range of elements, which can be analyzed by LIBS, via observation of atomic emission in the VUV range. This permits not only a multielement analysis of metals, but also access to emission lines of metalloids such as S, P, N,O, C, and As. Two experimental set-ups for VUV-LIBS are presented: A set-up for bulk analysis based on conventional Czerny-Turner monochromator and a new echelle spectrograph for high spectral resolution (> 10 000) in the spectral range 150-300 nm. Applying an appropriate beam shaping (“micro focusing”), LIPS allows a fast spatially resolved elemental characterization of surfaces with a typical resolution of 10 mm. Using a UV laser beam (l = 266 nm) for plasma ignition, fractionization effects can be minimized and a quantitative analysis can be performed. Analysis of the spectra from the single pulses permit a depth- and spatially resolved investigation of a sample.     «

Laser-induced plasma spectroscopy (LIPS) is a powerful tool for the multi-element analysis of a huge variety of solid, liquid, and gaseous samples of industrial relevance. For LIPS an intense, pulsed laser beam (typically a Nd:YAG or excimer laser) is focused on the sample of interest, resulting in an evaporation, atomization, and partial ionization of the sample in an expanding plasma cloud. After a delay of some hundred nanoseconds to discriminate against the recombination background, the elem...     »

Ziel der Arbeit ist der Einsatz der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIPS) zur quantitativen orts- und tiefenaufgelösten Mikroanalyse mit einem neu zu entwickelnden VUVEchelle-Spektrographen. Dazu wird ein intensiver, gepulster Nd:YAG-Laser auf die zu untersuchende Probe fokussiert, so daß ein Teil der Probe verdampft und in dem entstandenen Plasma atomisiert bzw. ionisiert wird. Nach Abklingen der unspezifischen Rekombinationsstrahlung und inversen Bremsstrahlung kann typischerweise nach einer Mikrosekunde durch eine wellenlängenselektive und zeitaufgelöste Beobachtung der charakteristischen Emissionslinien die Identifikation und Quantifizierung der elementaren Zusammensetzung erfolgen. Mit einer entsprechenden Strahlformung und Abbildung erlaubt LIPS eine schnelle elementanalytische Kartierung von Oberflächen ohne aufwendige Probenvorbereitung mit einer lateralen Auflösung von 3–10 m. Durch die Verwendung einer UV-Wellenlänge ( = 266 nm) zur Ablation können Fraktionierungseffekte für Festkörper minimiert werden, so daß eine quantitative Analyse möglich wird. Durch eine Analyse der Spektren von einzelnen Pulsen kann eine Ortsauflösung mit einer entsprechenden Tiefenauflösung kombiniert werden. Die Verwendung eines Echelle-Spektrographen gestattet eine umfassende qualitative und quantitative multivariate Analyse von einzelnen Pulsen mit hoher spektraler Auflösung ( /d > 10000) über einen Spektralbereich von 150 nm. Für den zu konzipierenden Echelle-Spektrographen wird ein Arbeitsbereich von 150–300 nm angestrebt, so daß erstmals eine Multielement-VUVEmissionsspektroskopie mit Laserplasmen für Nichtmetalle (S, P, N,O, C, As) oder metallische Elemente (Hg, Zn) möglich wird. Durch eine Verbesserung der Transmission des Spektrographen im Bereich 200–220 nm ist zusätzlich auch eine signifikante Steigerung der Nachweisgrenzen für Elemente wie z.B. Zn, Cd oder Ga mit intensiven Linien in diesem Bereich zu erwarten. Erste Anwendungen werden sich besonders auf geochemische und werkstoffwissenschaftliche Fragestellungen konzentrieren.     «

Ziel der Arbeit ist der Einsatz der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIPS) zur quantitativen orts- und tiefenaufgelösten Mikroanalyse mit einem neu zu entwickelnden VUVEchelle-Spektrographen. Dazu wird ein intensiver, gepulster Nd:YAG-Laser auf die zu untersuchende Probe fokussiert, so daß ein Teil der Probe verdampft und in dem entstandenen Plasma atomisiert bzw. ionisiert wird. Nach Abklingen der unspezifischen Rekombinationsstrahlung und inversen Bremsstrahlung kann typischerweise nach e...     »