L'instrument LIBS (spectroscopie d'émission atomique induite par laser) était jusqu'à présent cantonné aux laboratoires de recherche. Grâce à l'installation récente de charges utiles LIBS sur les rovers martiens chinois, cette technologie commence à se faire connaître du grand public. La technologie LIBS consiste à focaliser un laser sur la surface d'une substance afin de l'exciter à l'état de plasma grâce à un laser de puissance crête supérieure à 1 GW/cm², puis à analyser sa composition et sa teneur par spectroscopie d'émission plasma. La technologie LIBS est aujourd'hui largement utilisée dans les domaines des alliages, des minerais, des matériaux, de l'agriculture, de la biologie et bien d'autres.

La spectroscopie d'émission atomique induite par laser (LIBS) permet une analyse élémentaire in situ, quantitative et complète de microrégions d'échantillons. C'est un outil important pour déterminer la composition chimique de substances inconnues. Elle est largement utilisée en géologie, en science des matériaux, en biomédecine et dans d'autres domaines. La technologie d'imagerie LIBS à haute résolution spatiale suscite un intérêt croissant en raison de sa capacité à révéler la distribution des éléments dans l'échantillon. 

Machine d'instrumentation LIBS de Reallight

Dans le domaine de l'imagerie LIBS, l'analyse chimique d'échantillons à l'état de traces exige une résolution spatiale de l'ordre du micromètre, voire du submicron, et impose des exigences accrues en matière de stabilité du système. Des exigences plus élevées ont également été formulées concernant les performances des lasers.

L'équipe du professeur Xiu Junshan de l'Université de technologie du Shandong a récemment publié dans la revue Spectrochimica un article intitulé « Microanalyse rapide de couches minces d'Al-In-Sn-O par spectroscopie d'émission atomique induite par laser (LIBS) avec des impulsions laser picosecondes ». Cet article utilise la technologie microLIBS pour évaluer les performances de couches minces d'Al-In-Sn-O en analysant leur composition élémentaire sous différents paramètres de préparation. Un laser à microplaque de la série Reallight MCD, d'une largeur d'impulsion de 350 ps, a été utilisé. La résolution transversale est inférieure à 50 µm et la résolution de l'épaisseur de la couche est submicronique.

Projection d'ablation de couche mince à impulsion Reallight-350ps

Point d'ablation laser d'une largeur d'impulsion de 10 ns

Le laser à micropuce subnanoseconde de Reallight possède une largeur d'impulsion inférieure à la nanoseconde et une haute qualité de faisceau (M² < 1,2), permettant une focalisation aisée en un point micrométrique et atteignant une densité de puissance supérieure à 10 GW/cm². Ce laser offre une fréquence de répétition élevée, un contrôle précis de la synchronisation des impulsions et permet un contrôle de l'excitation par impulsion unique. De petite taille et hautement intégré, il est particulièrement adapté aux applications en microscopie LIBS.

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Références

Shiming Liu, Qing Gao, Junshan Xiu⁎, Zhao Li, Yunyan Liu, Spectrochimica Acta Part B[J], 160(2019)105684

Huang Weihua, He Chunjing, Zhao Weiqian, Qiu Lirong, Journal of Optics [J], volume 40, numéro 24, décembre 2020.