Types plus importants de la spectroscopie laser

Comme on peut s'y attendre, le spectromètre est un outil essentiel pour les chimistes qui travaillent avec la spectroscopie laser. Dans la section suivante, nous allons examiner quelques-uns des types les plus importants de la spectroscopie laser.

Dans la spectroscopie laser, chimique diriger un faisceau laser sur un échantillon, et il en résulte une de puissance qui peut être analysé par le spectromètre. Mais laser spectroscopie est divisée en plusieurs écoles différentes, selon le laser de choix pour les produits chimiques et cet aspect de la réponse d'excitation atomique qu'ils préfèrent étudier. Nous traiterons plus d'attention à certains d'entre eux.

Le nom de portage C. V. Raman, scientifique indien qui a découvert, la spectroscopie Raman mesure la diffusion de la lumière monochromatique provoquée par l'échantillon. Le faisceau d'un laser argon-ion est réalisé par un système de miroirs pour une lentille qui focalise la lumière monochromatique dans l'échantillon. La plupart de la lumière qui échappe de l'échantillon se disperse dans la même longueur d'onde de lumière qui atteint l'échantillon, mais une partie de la lumière diffuse dans différentes longueurs d'onde. En effet, la lumière du laser interagit avec les phonons ou de vibrations qui se produisent naturellement dans les molécules des échantillons les plus solides et liquides. Ces vibrations provoquent gagnent ou perdent de l'énergie des photons du faisceau laser. La variation de l'énergie fournit des informations sur les modes de phonons dans le système et, finalement, sur les molécules présentes dans l'échantillon.

La fluorescence est un terme qui se réfère à un rayonnement visible émis par certaines substances en raison d'un rayonnement incident en une longueur d'onde plus courte. Dans la fluorescence induite par laser (LIF), un des groupes chimiques actifs dans un échantillon en utilisant un seul laser d'azote en combinaison avec un laser à colorant. Les électrons échantillons sont dans un état excité et sauter à des niveaux d'énergie plus élevés. L'excitation dure quelques nanosecondes avant que les électrons retournent à l'état neutre. Pour perdre de l'énergie, ils émettent de la lumière, ou émettent une fluorescence, plus longtemps que la longueur d'onde du laser. Parce que les états d'énergie sont uniques pour chaque atome et les émissions de fluorescence molécule sont distinctes et peuvent être utilisés pour l'identification.

Le FRV est un outil d'analyse largement utilisé pour de nombreuses applications. Par exemple, certains pays ont adopté le FRV pour protéger les consommateurs des légumes contaminés par les pesticides. L'outil lui-même est constitué d'un laser à azote, d'une tête de capteur et un spectromètre, tous unis dans un petit système portable. La taxe agricole dirige le laser sur une laitue de -Draps végétales, par exemple - et analyse la fluorescence résultante. Dans certains cas, les pesticides peuvent être identifiés directement. dans d'autres, ils doivent être identifiés en fonction de leur interaction avec la chlorophylle, le pigment vert présent dans toutes les feuilles.

abrasion de la spectroscopie d'émission optique à plasma à couplage inductif (LA-ICP-OES) est un nom de méthode avec un peu compliqué, donc nous allons commencer par ICP, le noyau de cette technique analytique. « P » signifie plasma, un gaz ionisé constitué d'ions positifs et d'électrons libres. Dans la nature, le plasma est généralement formé que dans les étoiles, où les températures sont suffisamment élevées pour entraîner une ionisation du gaz. Mais les scientifiques sont capables de créer des plasmas en laboratoire créant une « torche à plasma ». La torche est constitué de trois tubes concentriques silicium entouré d'un revêtement métallique. Lorsqu'un courant électrique passe à travers le revêtement, un champ magnétique se pose, ce qui induit des courants électriques dans un gaz, généralement de l'argon, passant à travers le tube de silicium. Cette excite l'argon et crée le plasma. Une buse à l'extrémité de la torche à plasma sert de sortie.

L'instrument est prêt à analyser un échantillon. Dans la version de laser de procédé ICP-OES, renforcé par un yttrium-aluminium laser au néodyme (Nd: YAG) est utilisé pour obtenir des particules d'abrasion microscopique de certains de la surface de l'échantillon. Cela signifie que l'analyse ne se limite pas aux liquides - fonctionne également pour les solides. Les particules sont amenées à la torche à plasma où l'état d'excitation provoque leur émettent de la lumière.

Spectroscopie par décomposition induite par laser (LIBS) est similaire à LA-ICP-OES, mais rend l'abrasion au laser et plasma crée simultanément. La popularité de LIBS a augmenté ces dernières années, et nous allons donc accorder une attention particulière à dans la section suivante.