Influence of the discharge gas on the emission and thermal characteristics of laser-induced microplasmas

Summary An investigation has been made of the influence of argon, oxygen, and argon/oxygen blends in various ratios as the protective gas medium, on the intensities of the spectral lines, the amount of substance evaporated, and the excitation temperatures in the evaporation of an aluminium sample with the aid of laser irradiation and subsidiary excitation of the microplasma obtained. Maximum intensifying effect was observed when a pure argon medium was used. The gas medium does not influence the amount of substance evaporated from the sample. Within the experimental error of the twoline method used, the excitation temperatures do not appear to be influenced by the type of gas blend. An auxiliary voltage device was added to the laser equipment, which allows evaporation of the substance in an atmosphere of inert gas and in minute absolute amounts, with high energy in the discharge gap. This new approach improves the limits of detection.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Schutzgasatmosphäre aus Argon, Sauerstoff oder Argon/Sauerstoff-Mischung in verschiedenen prozentualen Verhältnissen auf die Intensitäten der Spektrallinien, die Menge der verdampften Substanz und die Anregungstemperaturen wurde bei der Verdampfung einer Aluminiumprobe mit Hilfe von Laserstrahlung und mit Nebenanregung des Mikroplasmas untersucht. Ein maximaler Verstärkungseffekt wurde in reinem Argon beobachtet. Das Gasmedium übt keinen Einfluß auf die Menge der verdampften Probensubstanz aus. Im Rahmen der Fehler und der Genauigkeit der angewandten Zweilinienmethode wurden die Anregungstemperaturen von der Art der Gasmischung nicht beeinflußt. Die Laserausrüstung war mit einer Vorrichtung für Hilfsspannung ausgestattet, welche die Verdampfung und Anregung der Probensubstanz in einer Inertgasatmosphäre und in minimalen absoluten Mengen unter Hochenergiebildung in der Entladungsstrecke ermöglichte. Damit konnten die Nachweisgrenzen der Mikroelemente erweitert werden.