La espectrometría de emisión de chispa láser ( LIES ) es uno de los métodos de análisis espectral de emisión atómica , que utiliza los espectros del plasma de descomposición láser (chispa láser) para analizar muestras sólidas, líquidos, medios gaseosos, polvo suspendido y aerosoles. En la literatura inglesa, este método se denomina espectroscopia de ruptura inducida por láser o espectroscopia de plasma inducida por láser ( LIBS o LIPS ).
En la literatura en inglés desde principios de los 60 hasta finales de los 2000, no había un término establecido para el nombre del método: espectroscopia de chispa láser o espectroscopia de chispa inducida por láser, espectroscopia de plasma inducida por láser y espectroscopia de ruptura inducida por láser . A fines de la década de 2000, en el proceso de discusión de la terminología, se eligió la espectroscopia de ruptura inducida por láser . Esta elección se debe a la abreviatura LIBS más "favorable" como palabra clave de búsqueda en los sistemas de indexación pública y científica (la búsqueda en la abreviatura LIPS produce resultados relacionados con el perfume). En la literatura en idioma ruso, todavía no existe un nombre generalmente aceptado: espectrometría de emisión por chispa láser, espectroscopia de plasma inducida por láser, espectroscopia de emisión atómica por láser.
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La descomposición del láser se forma enfocando la radiación láser pulsada en la superficie de la muestra (o en un volumen de gas, por ejemplo, en el aire). El proceso de creación de plasma por irradiación láser de la superficie de la muestra se denomina ablación láser .
En la actualidad, LIBS se está desarrollando rápidamente debido a la posibilidad de crear analizadores de emisión universales capaces de analizar cualquier tipo de muestras (incluidas las microscópicas) para todos los elementos a la vez, con una excelente resolución espacial sobre la superficie, además, sin contacto, sin tocar el propias muestras (objetos remotos), sin ningún tipo de preparación de muestra (en el caso de una composición química homogénea del material), trabajando en tiempo real en una versión portátil compacta.
En una chispa láser se forma un plasma muy caliente (hasta 40 mil kelvin a una densidad electrónica de hasta ~ 1018 cm – 3 ). En este caso, el plasma de un soplete extraído de muestras completamente diferentes suele tener características similares.
El uso de pulsos de láser de femtosegundos (menos de 1000 fs) simplifica en gran medida el proceso de evaporación instantánea e ionización de una sustancia sin la influencia de la transferencia de calor sobre el volumen de la muestra y el blindaje de la radiación láser por el plasma de llama, que se forma después del final. del pulso láser. Estos factores mejoran la reproducibilidad del ensayo.
El uso de láseres ultravioleta permite una mejor eficiencia y reproducibilidad de la ablación con láser y, por lo tanto, una mayor precisión de análisis que la que se puede lograr con láseres infrarrojos menos complejos y más comunes.
En aplicaciones prácticas, los problemas de calibración y los límites de determinación poco impresionantes (alrededor del 10-3 % con un error relativo del 5-10 %) causan las mayores dificultades. En muchos casos, la graduación sigue siendo solo aproximada. En los casos de análisis de materiales que representan mezclas heterogéneas de sustancias (por ejemplo , minerales y cargas metalúrgicas ), es necesaria una preparación laboriosa de la muestra .
Para reducir los límites de determinación en LIBS, a veces se utilizan pulsos de láser duales. Idealmente, el primer pulso ultravioleta corto produce extracción láser (se crea una antorcha), y el segundo pulso infrarrojo más largo produce un calentamiento adicional del plasma de la antorcha.
El plasma de chispa láser se puede utilizar no solo como fuente de espectros de emisión, sino también como atomizador -ionizador para el registro espectrométrico de masas de iones. Este es un método diferente: el método de espectrometría de masas por chispa láser (LIMS) o espectrometría de micromasas láser . Los espectrómetros de masas de tiempo de vuelo se utilizan generalmente en el método LIMS para que la naturaleza pulsada de la chispa del láser se combine con la selección pulsada de iones.