Lo strumento LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) è stato a lungo nascosto nei laboratori di ricerca. Grazie alla recente installazione di strumenti LIBS sui rover marziani cinesi, la tecnologia LIBS sta gradualmente diventando nota al pubblico. La tecnologia LIBS consiste nell'applicazione della focalizzazione laser sulla superficie di una sostanza per eccitarla allo stato di plasma tramite un laser ad alta potenza (>GW/cm²), e nell'analisi della composizione e del contenuto della sostanza mediante spettroscopia di emissione di plasma. La tecnologia LIBS è attualmente ampiamente utilizzata in diversi settori, tra cui leghe, minerali, materiali, agricoltura, biologia e altri ancora.

La spettroscopia di emissione atomica indotta da laser (LIBS) consente l'analisi elementare in situ, quantitativa e completa di microregioni del campione, rappresentando un importante strumento per la determinazione della composizione chimica di sostanze sconosciute. Trova ampio impiego nelle scienze geologiche, nella scienza dei materiali, in campo biomedico e in altri settori. La tecnologia di imaging LIBS ad alta risoluzione spaziale ha riscosso un interesse crescente grazie alla sua capacità di rivelare la distribuzione degli elementi nel campione. 

Strumento LIBS di Reallight

Nel campo della ricerca sull'imaging LIBS, l'analisi chimica di campioni in tracce richiede una risoluzione spaziale a livello micrometrico o addirittura submicronico, e sono richiesti requisiti più stringenti in termini di stabilità del sistema. Requisiti più elevati sono stati inoltre imposti per le prestazioni dei parametri dei laser.

Recentemente, il team del professor Xiu Junshan dell'Università di Tecnologia di Shandong ha pubblicato un articolo intitolato "Rapid micro-analysis of Al-In-Sn-O thin film using laser induced breakdown spectroscopy with picosecond laser pulses" sulla rivista Spectrochimica. L'articolo utilizza la tecnologia micro LIBS per valutare le prestazioni dei film sottili di Al-In-Sn-O analizzando il contenuto degli elementi in base a diversi parametri del processo di preparazione. In questo studio, viene utilizzato un laser a micropiastra con larghezza di impulso di 350 ps della serie Reallight MCD, con una risoluzione trasversale inferiore a 50 μm e una risoluzione dello spessore del film a livello submicronico.

Ablazione a spot di film sottile con impulso Reallight da 350 ps.

Punto di ablazione laser con impulso di 10 ns

Il laser a microchip sub-nanosecondo di Reallight ha una larghezza di impulso inferiore al nanosecondo e un'elevata qualità del fascio (M2 10 GW/cm2. Il laser ha un'elevata frequenza di ripetizione, un controllo preciso della sincronizzazione degli impulsi e può ottenere il controllo dell'eccitazione a impulso singolo. Il laser ha dimensioni ridotte e un'elevata integrazione, il che lo rende molto adatto all'uso nel campo della LIBS microscopica.

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Riferimenti

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

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