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Extension and investigation by numerical simulations of algorithm for calibration-free laser induced breakdown spectroscopy

  • Accuracy of calibration-free (CF) methods in laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) depends on experimental conditions and instrumental parameters that must match a CF LIBS model. Here, the numerical study is performed to investigate effects of various factors, such as the optical density, plasma uniformity, line overlap, noise, spectral resolution, electron density and path length on the results of CF-LIBS analyses. The effects are examined one-by-one using synthetic spectra of steel slag samples that fully comply with the mathematical model of the method. Also, the algorithm includes several new features in comparison with previously proposed CF algorithms. In particular, it removes limits on the optical thickness of spectral lines that are used for the construction of the Saha-Boltzmann plot; it retrieves the absorption path length (Plasma diameter) directly from spectral lines; it uses the more realistic Voigt line profile function instead of the Lorentzian function; and itAccuracy of calibration-free (CF) methods in laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) depends on experimental conditions and instrumental parameters that must match a CF LIBS model. Here, the numerical study is performed to investigate effects of various factors, such as the optical density, plasma uniformity, line overlap, noise, spectral resolution, electron density and path length on the results of CF-LIBS analyses. The effects are examined one-by-one using synthetic spectra of steel slag samples that fully comply with the mathematical model of the method. Also, the algorithm includes several new features in comparison with previously proposed CF algorithms. In particular, it removes limits on the optical thickness of spectral lines that are used for the construction of the Saha-Boltzmann plot; it retrieves the absorption path length (Plasma diameter) directly from spectral lines; it uses the more realistic Voigt line profile function instead of the Lorentzian function; and it employs the pre-calculated and tabulated thin-to-thick line ratios instead of approximating functions for selfabsorption correction.zeige mehrzeige weniger

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  • Improved CF LIBS SAB 2018.pdf
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Autor*innen:Igor B. GornushkinORCiD, Tobias Völker, Alexander Ya. Kazakov
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Spectrochimica Acta Part B
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.9 Chemische und optische Sensorik
8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.2 Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen
Verlag:Elsevier B.V.
Jahrgang/Band:147
Erste Seite:149
Letzte Seite:163
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Calibration free LIBS; LIBS; Laser induced plasma; Plasma diagnostics; Plasma modeling
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.1016/j.sab.2018.06.011
ISSN:0584-8547
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:03.07.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:04.10.2018
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