Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS)

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Die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (engl. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) ist ein vielseitig einsetzbares spektroskopisches Messverfahren für die qualitative und quantitative chemische Multi-Elementanalyse in Echtzeit.

  • Für feste, flüssige, gasförmige Proben, Suspensionen
  • Kontaktfrei und quasi zerstörungsfrei
  • Keine oder nur geringe Probenvorbereitung notwendig
  • Orts- und tiefenaufgelöste Analytik möglich
  • Entfernungsmessung über mehrere Meter

Wie funktioniert LIBS?

Das Prinzip dieses Messverfahrens der Atomemissionsspektroskopie basiert auf der spektralen Analyse charakteristischer Atom- und Ionenemissionslinien. Hierfür wird durch hochenergetische, fokussierte Kurzpuls-Laserstrahlung Material von der Oberfläche einer Probe ablatiert, woraufhin sich unter lokaler Erwärmung von einigen 10.000 °C ein Licht emittierendes Plasma aus Atomen und Ionen ausbildet. Das expandierende Plasma emittiert kurz nach der Zündung zunächst unspezifische Brems- und Rekombinationsstrahlung (kontinuierliches Spektrum). Nach einigen 100 ns rekombinieren die angeregten Atome und Ionen unter Aussendung eines Linienspektrums – vergleichbar mit einem Fingerabdruck. Die spektrale Analyse mit einem hochauflösenden Spektrometer ermöglicht die Bestimmung der chemischen Probenzusammensetzung.
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Was kann LIBS?

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LIBS gehört zu den wenigen Methoden mit der die simultane Messung einer Vielzahl von chemischen Elementen für die Bestimmung der atomaren Zusammensetzung einer Materialprobe möglich ist. Im Gegensatz zu anderen Verfahren wie der Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) zählen dazu insbesondere auch die leichten chemischen Elemente. Alle qualitativen Elementinformationen werden dem gemessenen Linienspektrum mit Hilfe von Spektraldatenbanken direkt zugeordnet. Die quantitativen Analysen beruhen auf Kalibiermessungen des Analyten mit unterschiedlichen Konzentrationen in Referenzmaterialien. Abhängig von der Analyt-Matrix- Kombination lassen sich Elementkonzentrationen im unteren ppm-Bereich bestimmen.

LIBS - für welche Anwendungen?

Die Anwendungsmöglichkeiten von LIBS sind vielfältig. Grundlagenorientierte Elementanalytik im Vakuum, kontaktfreie Entfernungsmessungen über mehrere Meter in gefährlicher – wie z. B. radioaktiver – Umgebung, Klassifizierung von Rohstoffen im Bereich der Geologie und des Recyclings sowie Online-Qualitätskontrolle bei der industriellen Produktion sind nur einige wenige Beispiele. LTB Lasertechnik Berlin hat hierfür verschiedene LIBS-Messsysteme im Produktportfolio.
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