Laser Induced Breakdown Spectroscopy

Abstract

Esta revisão descreve os aspectos fundamentais, a instrumentação, as aplicações e tendências futuras de uma técnica analítica que se encontra em seu estágio de consolidação e que está em vias de estabelecer o seu nicho entre as técnicas espectrofotométricas modernas. A técnica é denominada Espectroscopia de Emissão em Plasma Induzido por Laser (em inglês, Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) e sua principal característica está no uso de pulsos de laser como fonte de energia para vaporizar a amostra e excitar a emissão de radiação eletromagnética, a partir de seus elementos e/ou fragmentos moleculares. A radiação emitida é analisada por meio de instrumentos ópticos de alta resolução e as suas intensidades são medidas, usualmente com detectores rápidos de estado sólido. Em conjunto, esses dispositivos permitem a geração e a medida de um espectro de emissão de faixa ampla do fenômeno induzido pelo pulso de laser. O espectro registrado contém informação qualitativa e quantitativa que pode ser correlacionada com a identidade da amostra ou empregada na determinação da quantidade de seus constituintes. Essa revisão é dividida em quatro partes. A primeira aborda aspectos históricos da técnica e os conceitos teóricos relevantes associados com LIBS; então, os aspectos práticos de diversas abordagens experimentais e instrumentais empregadas na implementação da técnica são revistos de forma crítica; as aplicações encontradas na literatura, incluindo aquelas que empregam quimiometria, são classificadas e exemplificadas por meio de trabalhos relevantes recentemente publicados. Finalmente, uma tentativa de estabelecer uma avaliação global e as perspectivas futuras para a técnica é apresentada.This review describes the fundamentals, instrumentation, applications and future trends of an analytical technique that is in its early stages of consolidation and is establishing its definitive niches among modern spectrometric techniques. The technique has been named Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and its main characteristic stands in the use of short laser pulses as the energy source to vaporize samples and excite the emission of electromagnetic radiation from its elements and/or molecular fragments. The emitted radiation is analyzed by high resolution optics and the intensities are recorded, usually by fast triggered solid state detectors. Together, these devices allow producing and registering a wide ranging emission spectrum of the short-lived phenomenon induced by the laser pulse. The spectrum contains qualitative and quantitative information which can be correlated with sample identity or can be used to determine the amount of its constituents. This review is divided in four parts. First, the relevant historical and theoretical concepts associated with LIBS are presented; then the main practical aspects of the several experimental and instrumental approaches employed for implementation of the technique are critically described; the applications related in the literature, including those making use of chemometri...

Optical emission spectroscopy of oxygen plasma induced by IR CO2pulsed laser

“…Several reviews on the LIBS principle and applications can be found in [12][13][14][15][16][17][18]. Detailed studies of LIBS on N 2 , Si 3 H 8 and graphite have been recently made in our laboratory [19][20][21].…”

Sinais de fundo em análise instrumental: uma discussão essencial em cursos de graduação

“…27 Um tempo de atraso é necessário para início da medição analítica para evitar a alta emissão contínua (BG) que ocorre no início da formação do plasma 28 (Figura 3b). Como a diminuição da intensidade de emissão do contínuo do plasma ocorre em uma taxa mais elevada do que a dos átomos ou íons excitados no plasma, a separação temporal é viável.…”

Characterization of organic materials by LIBS for exploration of correlation between molecular and elemental LIBS signals

“…Such emitted light is collecte by a collecting lens and focused onto a fiber optic attached to a spectrometer. A PC connected to the spectrometer displays the recorded spectra, and thus provides the instant qualitative and quantitative information about elemental composition, [14][15][16][17][18] which is the "fingerprint" of the sample.…”