ஒருங்கொளி கிளர்முறிவு கதிர்நிரல்பதிப்பி

ஒருங்கொளி கிளர்முறிவு கதிர்நிரல்பதிப்பி (Laser-induced breakdown spectroscopy) (LIBS) என்பது ஒரு வகை அணு உமிழ்வு கதிர்நிரல்பதிப்பி ஆகும், இது உயர் ஆற்றல் வாய்ந்த ஒருங்கொளித் துடிப்பைக் கிளர்வாயிலாகப் பயன்படுத்துகிறது. ^{[1] [2]} ஒருங்கொளியைக் குவித்து ஒரு மின்மத்தை உருவாக்கிட, அதுமிலக்குப் பதக்கூறுகளை அணுவாக்கிக் கிளரச் செய்கிறது. குவிக்கப்பட்ட ஒருங்கொளி ஒளியியல் முறிவுக்கான ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பை அடையும் போது மட்டுமே மின்மத்தின் உருவாக்கம் தொடங்குகிறது, இது பொதுவாக சூழல் நிலையையும் இலக்குப் பொருளையும் பொறுத்தது. ^[3]

2000 முதல் 2010 வரை, அமெரிக்கப் படைத்துறை ஆராய்ச்சி ஆய்வகம் (ARL) LIBS தொழில்நுட்பத்தின் வாய்ப்புள்ள நீட்டிப்புகளைப் பற்றி ஆராய்ச்சி செய்தது, இது தீங்குவிளை பொருள் கண்டறிதலில் கவனம் செலுத்தியது. ^{[4] [5]} அமெரிக்கப் படைத்துறை ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தில் ஆய்வு செய்யப்பட்ட பயன்பாடுகளில் வெடிக்கும் எச்சங்கள் பிற தீங்குவிளை பொருட்கள், நெகிழிக் கண்ணிவெடி பிரித்துணர்தல், பல்வேறு பொன்மக் கலவைகள், பலபடிமங்களின் தன்மையைக் கண்டறிதல் ஆகியவை அடங்கும். இந்த ஆய்வகம் வழங்கிய முடிவுகள், LIBS ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் இல்லாத பொருட்களை வேறுபடுத்தி உணர முடியும் என்று கூறுகின்றன. ^[6]

2000 ஆம் ஆண்டில், அகல்பட்டை உயர்பிரிதிறன் கொண்ட கதிர்நிரல் அளவிகல் 2003 இல் உருவாக்கப்பட்டு வணிகமயமாக்கப்பட்டன. பொருள் பகுப்பாய்விற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட, கதிர்நிரல் அளவி LIBS அமைப்பு, குறைந்த செறிவு உள்ள வேதிமக் கூறுகளுக்கும் உணர்திறன் கொண்டதாக அமைந்தது. ^[7]

2000 முதல் 2010 வரை ஆய்வு செய்யப்பட்ட கதிர்நிரல் அளவி LIBS அமைப்பின் பயன்பாடுகள்: ^[8]

• ஹாலோன் மாற்று முகவர்களைக் கண்டறிவதற்காக சோதிக்கப்பட்டது
• மண் மற்றும் வண்ணப்பூச்சில் ஈயத்தைக் கண்டறிவதற்காக ஒரு புலம்-கையடக்க LIBS அமைப்பைச் சோதித்தது
• வெவ்வேறு குளியல் வாயுக்களில் மொத்த அலுமினியத்திலிருந்து அலுமினியம் மற்றும் அலுமினிய ஆக்சைடுகளின் நிறமாலை உமிழ்வை ஆய்வு செய்தார்.
• LIBS ப்ளூம்களின் இயக்கவியல் மாதிரியாக்கம் செய்யப்பட்டது
• புவியியல் பொருட்கள், பிளாஸ்டிக் கண்ணிவெடிகள், வெடிபொருட்கள் மற்றும் இரசாயன மற்றும் உயிரியல் போர் முகவர் பினாமிகளை கண்டறிதல் மற்றும் பாகுபாடு காட்டுதல்

இந்த காலகட்டத்தில் ஆய்வு செய்யப்பட்ட ARL LIBS முன்மாதிரிகள்: ^[8]

• ஆய்வக LIBS அமைப்பு
• வணிக LIBS அமைப்பு
• மேன்-போர்ட்டபிள் LIBS சாதனம்
• Standoff LIBS அமைப்பு 100+ மீ கண்டறிதல் மற்றும் வெடிக்கும் எச்சங்களை பாகுபடுத்துவதற்காக உருவாக்கப்பட்டது.

LIBS என்பது பல பகுப்பாய்வு நுட்பங்களில் ஒன்றாகும், இது தூய ஆய்வக நுட்பங்களுக்கு மாறாக புலத்தில் பயன்படுத்தப்படலாம் எ.கா. ஸ்பார்க் OES . 2015^[update] </link></link> , LIBS பற்றிய சமீபத்திய ஆராய்ச்சி சிறிய மற்றும் (மனிதன்-) போர்ட்டபிள் அமைப்புகளில் கவனம் செலுத்துகிறது. LIBS இன் சில தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பொருள் கலவைகளை கண்டறிதல், ^[9] எஃகில் உள்ள சேர்க்கைகளின் பகுப்பாய்வு, இரண்டாம் நிலை உலோகவியலில் கசடுகளின் பகுப்பாய்வு, ^[10] எரிப்பு செயல்முறைகளின் பகுப்பாய்வு, ^[11] மற்றும் ஸ்கிராப் துண்டுகளை அதிவேக அடையாளம் காணுதல் ஆகியவை அடங்கும். பொருள் சார்ந்த மறுசுழற்சி பணிகள். தரவு பகுப்பாய்வு நுட்பங்களுடன் ஆயுதம் ஏந்திய இந்த நுட்பம் மருந்து மாதிரிகளுக்கு நீட்டிக்கப்படுகிறது. ^{[12] [13]}

மல்டிஃபோட்டான் அல்லது டன்னல் அயனியாக்கத்தைத் தொடர்ந்து எலக்ட்ரான் தலைகீழ் ப்ரெம்ஸ்ட்ராஹ்லுங்கால் துரிதப்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் அருகிலுள்ள மூலக்கூறுகளுடன் மோதுகிறது மற்றும் மோதல்கள் மூலம் புதிய எலக்ட்ரான்களை உருவாக்க முடியும். துடிப்பு காலம் நீண்டதாக இருந்தால், புதிதாக அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் துரிதப்படுத்தப்பட்டு இறுதியில் பனிச்சரிவு அல்லது அடுக்கு அயனியாக்கம் பின்பற்றப்படும். எலக்ட்ரான்களின் அடர்த்தி ஒரு முக்கியமான மதிப்பை அடைந்தவுடன், முறிவு ஏற்படுகிறது மற்றும் அதிக அடர்த்தி கொண்ட பிளாஸ்மா உருவாக்கப்படுகிறது, இது லேசர் துடிப்பின் நினைவகம் இல்லை. எனவே, அடர்த்தியான ஊடகத்தில் ஒரு துடிப்பு குறைவதற்கான அளவுகோல் பின்வருமாறு: ஒரு அடர்த்தியான பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் துடிப்பு குறுகியதாகக் கருதப்படுகிறது, இடைவினையின் போது பனிச்சரிவு அயனியாக்கத்திற்கான நுழைவாயிலை அடையவில்லை. முதல் பார்வையில், இந்த வரையறை மிகவும் வரம்புக்குட்பட்டதாகத் தோன்றலாம். அதிர்ஷ்டவசமாக, அடர்த்தியான ஊடகங்களில் பருப்புகளின் நுட்பமான சீரான நடத்தை காரணமாக, வாசலை எளிதில் அடைய முடியாது. </link> அடர்த்தியான ஊடகங்களில் வலுவான லேசர் பருப்புகளின் பரவலின் போது இழை செயல்முறையின் தொடக்கத்தின் மூலம் தீவிரம் இறுகுதல் ^[14] சமநிலைக்கு காரணமான நிகழ்வு ஆகும்.

LIBS இன் முக்கியமான வளர்ச்சியானது ஒரு குறுகிய லேசர் துடிப்பை ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் மூலமாகப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. ^[15] இந்த முறையில், ஒரு வாயுவில் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லேசர் பருப்புகளை மையப்படுத்துவதன் விளைவாக ஒரு பிளாஸ்மா நெடுவரிசை உருவாக்கப்படுகிறது. சுய-ஒளிரும் பிளாஸ்மா குறைந்த அளவிலான தொடர்ச்சி மற்றும் சிறிய கோடு விரிவாக்கம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மிகவும் உயர்ந்தது. குறுகலான லேசர் பருப்புகளின் போது பிளாஸ்மாவின் குறைந்த அடர்த்திக்கு இது காரணம், இது ஊடாடும் பகுதியில் உள்ள துடிப்பின் தீவிரத்தை கட்டுப்படுத்தும் டிஃபோகசிங் விளைவுகளின் காரணமாக மேலும் வாயுவின் மல்டிஃபோட்டான்/டன்னல் அயனியாக்கம் ஏற்படுவதைத் தடுக்கிறது. ^{[16] [17]}

கள வெப்பச் சமநிலையில் (LTE) ஒற்றை, நடுநிலை அணு இனங்கள் கொண்ட ஒளியியல் மென் மின்மத்துக்கு, நிலை i இலிருந்து நிலை j க்கு மாறும்போது வெளிப்படும் ஒளியன்களின் அடர்த்தி ^[18]

${\displaystyle I_{ij}(\lambda )={\frac {1}{4\pi }}n_{0}A_{ij}{\frac {g_{i}\exp ^{-E_{i}/k_{B}T}}{U(T)}}I(\lambda )}$

இங்கே :

• ${\displaystyle I_{ij}}$ ஒளியன்களின் உமிழ்வு விகித அடர்த்தி (m ^-3 sr ^-1 s ^-1 இல்)
• ${\displaystyle n_{0}}$ மின்மத்தில் உள்ள நடுநிலை அணுக்களின் எண்ணிக்கை (m ^-3 இல்)
• ${\displaystyle A_{ij}}$ நிலை i மற்றும் நிலை j (s ^-1 இல்) இடையே உள்ள மாறுதல் நிகழ்தகவு ஆகும்
• ${\displaystyle g_{i}}$ மேல் நிலை i (2 J +1) இன் சீரழிவு
• ${\displaystyle U(T)}$ பகிர்வு செயல்பாடு (s ^-1 இல்)
• ${\displaystyle E_{i}}$ மேல் நிலை i இன் ஆற்றல் நிலை (eV இல்)
• ${\displaystyle k_{B}}$ போல்ட்சுமன் மாறிலி (eV/K இல்)
• ${\displaystyle T}$ வெப்பநிலை (K இல்)
• ${\displaystyle I(\lambda )}$ தொடரின் தன்செறிவு; ${\displaystyle \int _{-\infty }^{\infty }I(\lambda )d\lambda =1}$ போன்றது
• ${\displaystyle \lambda }$ அலைநீளம் (nm இல்);

சமீபத்தில், LIBS ஒரு வேகமான, நுண்ணிய அழிவு உணவு பகுப்பாய்வு கருவியாக ஆராயப்பட்டது. இது தரமான மற்றும் அளவு இரசாயன பகுப்பாய்விற்கான சாத்தியமான பகுப்பாய்வுக் கருவியாகக் கருதப்படுகிறது, இது PAT (செயல்முறை பகுப்பாய்வு தொழில்நுட்பம்) அல்லது கையடக்கக் கருவியாகப் பொருத்தமானது. பால், பேக்கரி பொருட்கள், தேநீர், தாவர எண்ணெய்கள், தண்ணீர், தானியங்கள், மாவு, உருளைக்கிழங்கு, பனைமரம் மற்றும் பல்வேறு வகையான இறைச்சிகள் LIBS ஐப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன. ^[19] சில ஆய்வுகள் சில உணவுகளில் கலப்படத்தைக் கண்டறியும் கருவியாக அதன் திறனைக் காட்டியுள்ளன. ^{[20] [21]} LIBS என்பது இறைச்சியில் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அடிப்படை இமேஜிங் நுட்பமாகவும் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. ^[22]

2019 ஆம் ஆண்டில், யார்க் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் லிவர்பூல் ஜான் மூர்ஸ் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் 12 ஐரோப்பிய சிப்பிகளை ( ஆஸ்ட்ரியா எடுலிஸ், லின்னேயஸ், 1758) கோனர்ஸ் தீவில் ( அயர்லாந்து குடியரசு ) லேட் மெசோலிதிக் ஷெல்லில் இருந்து ஆய்வு செய்ய LIBS ஐப் பயன்படுத்தினார்கள் வரலாற்றுக்கு முந்தைய பருவகால நடைமுறைகள் மற்றும் உயிரியல் வயது மற்றும் வளர்ச்சியை மேம்படுத்தப்பட்ட விகிதத்தில் தீர்மானிக்க LIBS இன் பொருந்தக்கூடிய தன்மை மற்றும் முன்னர் அடையக்கூடியதை விட குறைந்த செலவை முடிவுகள் எடுத்துக்காட்டுகின்றன. ^{[23] [24]}

• கதிர்நிரல் அளவி
• அணு கதிர்நிரல் அளவி
• இராமன் கதிர்நிரல் அளவி
• ஒருங்கொளி கிளர்சுடர் தன்மை
• மின்ம இயற்பியல் கட்டுரைகளின் பட்டியல்
• மேற்பரப்பு பகுப்பாய்வு முறைகளின் பட்டியல்
• ஒருங்கொளிமுறை நீக்கம்
• ஒளியொலி கதிர்நிரல் அளவி

• Lee, Won-Bae; Wu, Jianyong; Lee, Yong-Ill; Sneddon, Joseph (2004). "Recent Applications of Laser-Induced Breakdown Spectrometry: A Review of Material Approaches". Applied Spectroscopy Reviews 39 (1): 27–97. doi:10.1081/ASR-120028868. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0570-4928. Bibcode: 2004ApSRv..39...27L. 
• Noll, Reinhard; Bette, Holger; Brysch, Adriane; Kraushaar, Marc; Mönch, Ingo; Peter, Laszlo; Sturm, Volker (2001). "Laser-induced breakdown spectrometry — applications for production control and quality assurance in the steel industry". Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 56 (6): 637–649. doi:10.1016/S0584-8547(01)00214-2. பன்னாட்டுத் தர தொடர் எண்:0584-8547. Bibcode: 2001AcSpe..56..637N. 

• Andrzej W. Miziolek; Vincenzo Palleschi; Israel Schechter (2006). Laser Induced Breakdown Spectroscopy. New York: Cambridge University Press. ISBN 0-521-85274-9.
• Gornushkin, I.B.; Amponsah-Manager, K.; Smith, B.W.; Omenetto, N.; Winefordner, J.D. (2004). "Microchip Laser Induced Breakdown Spectroscopy: Preliminary Feasibility Investigation". Applied Spectroscopy 58 (7): 762–769. doi:10.1366/0003702041389427. பப்மெட்:15282039. Bibcode: 2004ApSpe..58..762G. http://www.s-a-s.org/journal/viewer/abstract/4678/. 
• Amponsah-Manager, K.; Omenetto, N.; Smith, B. W.; Gornushkin, I. B.; Winefordner, J. D. (2005). "Microchip laser ablation of metals: Investigation of the ablation process in view of its application to laser-induced breakdown spectroscopy". Journal of Analytical Atomic Spectrometry 20 (6): 544. doi:10.1039/B419109A. 
• Lopez-Moreno, C.; Amponsah-Manager, K.; Smith, B. W.; Gornushkin, I. B.; Omenetto, N.; Palanco, S.; Laserna, J. J.; Winefordner, J. D. (2005). "Quantitative analysis of low-alloy steel by microchip laser induced breakdown spectroscopy". Journal of Analytical Atomic Spectrometry 20 (6): 552. doi:10.1039/B419173K. https://semanticscholar.org/paper/f772970c6a4f99d650a2198453b4a783240c41bc. 
• Bette, H; Noll, R (2004). "High speed laser-induced breakdown spectrometry for scanning microanalysis". Journal of Physics D: Applied Physics 37 (8): 1281. doi:10.1088/0022-3727/37/8/018. Bibcode: 2004JPhD...37.1281B. 
• Balzer, Herbert; Hoehne, Manuela; Noll, Reinhard; Sturm, Volker (2006). "New approach to online monitoring of the Al depth profile of the hot-dip galvanised sheet steel using LIBS". Analytical and Bioanalytical Chemistry 385 (2): 225–33. doi:10.1007/s00216-006-0347-z. பப்மெட்:16570144. 
• Sturm, V.; Peter, L.; Noll, R. (2000). "Steel analysis with laser-induced breakdown spectrometry in the vacuum ultraviolet". Applied Spectroscopy 54 (9): 1275–1278. doi:10.1366/0003702001951183. Bibcode: 2000ApSpe..54.1275S. http://www.opticsinfobase.org/as/abstract.cfm?URI=as-54-9-1275. 
• Vadillo, José M.; Laserna, J.Javier (2004). "Laser-induced plasma spectrometry: Truly a surface analytical tool". Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 59 (2): 147. doi:10.1016/j.sab.2003.11.006. Bibcode: 2004AcSpe..59..147V. 
• Doucet, François R.; Faustino, Patrick J.; Sabsabi, Mohamad; Lyon, Robbe C. (2008). "Quantitative molecular analysis with molecular bands emission using laser-induced breakdown spectroscopy and chemometrics". Journal of Analytical Atomic Spectrometry 23 (5): 694. doi:10.1039/b714219f. https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/accepted/?id=be2795ea-0e53-488c-9b00-209d48a9a8ff. 
• В.Копачевский, В.Шпектор, Д.Клемято, В.Бойков, М.Кривошеева, Л.Боброва. (2008). "Количественный анализ состава тарных стекол анализатором LEA S500" (in ru). Фотоника (1): 38–40. http://www.photonics.su/journal/article/2606. 
• Noll (2012). Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Berlin: Springer. ISBN 978-3-642-20667-2.

• NIST LIBS தரவுத்தளம்