Лазерная аналитическая спектроскопия

Из названия видно, что такими веществами являются полупроводники. Длины волн генерации полупроводниковых лазеров лежат в ИК-области (л = 0,5—50 мкм), мощности равны милливаттам — ваттам. В практике лазерной аналитической спектроскопии используются чрезвычайно редко, может быть, в основном из-за экспериментальных трудностей при их изготовлении и эксплуатации. [c.194]

Методы лазерной аналитической спектроскопии особенно часто применяются для определения сверхмалых количеств веществ. Именно этими методами были достигнуты абсолютные пределы обнаружения — в просвечиваемом лазером объеме были детектированы единичные атомы и молекулы. Однако широкое применение лазерных методов в настоящее время сдерживается отсутствием доступных необходимых промышленных лазеров. [c.195]

В аналитической спектроскопии в названиях различных методов, как правило, отражены объекты исследования и процессы, лежащие Р) основе определения этих объектов, например атомно-абсорбционный, атомно-флуоресцентный методы анализа. В методе, основанном на селективной лазерной ионизации, объектом исследований являются атомы, а процессы, позволяющие детектировать эти атомы, связаны с образованием ионов. Поэтому, с точки зрения авторов настоящего учебного пособия, данный метод логично называть в общем виде атомно-ионизационным (АИ). [c.183]

Лазерные атомизаторы в аналитической спектроскопии [c.60]

Следует отметить, что возможности лазерных атомизаторов не используются еще полностью в целях усовершенствования существующих в настоящее время промышленных приборов для аналитической спектроскопии. Поэтому для решения некоторых конкретных задач анализа может потребоваться введение в прибор дополнительных блоков и узлов. Па рис. 2.3 сделана попытка представить наиболее важные комбинации элементов аппаратуры для спектрохимического анализа. [c.63]

Эта глава посвящена в основном теории и аналитическим результатам, полученным при применении импульсных лазеров на красителях в комбинации с пламенами и электротермическими атомизаторами, обычными в атомно-флуоресцентной спектроскопии. Возбуждение флуоресценции непрерывными лазерами описано в гл. 8. Характеристики флуоресцентного метода с лазерным возбуждением обсуждаются в аспекте процессов возбуждения и дезактивации возбуждения (разд. 4.2 и 4.3), эффектов насыщения для двух- и трехуровневых систем (разд. 4.4), влияния плотности падающего излучения источника на форму градуировочного графика (разд. 4.5) и возможности локального измерения таких физических параметров, как температура, квантовый выход, а также концентрации (разд. 4.6). Общие узлы установок для атомно-флуоресцентной спектроскопии, используемых различными авторами, рассмотрены в разд. 4.7, а аналитические результаты описаны в основном в виде достигнутых пределов обнаружения по отношению к водным растворам в разд. 4.8. Читателю можно также рекомендовать две обзорные статьи [7, 8], касающиеся общих вопросов применения в аналитической спектроскопии перестраиваемых лазеров па красителях, включая флуоресцентные методы анализа. [c.192]

В последней части разд. 5.2 приведены некоторые специфические приложения лазерной абсорбционной спектроскопии к аналитической химии. В разд. 5.3 рассматривается оптическое возбуждение молекул с помощью лазеров. Этот метод позволяет провести большое число различных исследований возбужденных состояний с высоким разрешением. В качестве примеров можно назвать флуоресценцию, индуцированную лазерным излучением, измерения времен жизни возбужденных состояний, спектроско- [c.243]

Аналитические применения лазерной абсорбционной спектроскопии [c.285]

Предлагаемое практическое руководство обобщает опыт преподавания физических и физико-химических методов анализа, накопленный на кафедре аналитической химии Московского государственного университета. Руководство включает два больших раздела— спектроскопические и электрохимические методы. В спектроскопические методы включены методы эмиссионной фотометрии пламени, атомно-абсорбционной спектроскопии пламени, абсорбционной молекулярной спектроскопии и люминесцентный в электрохимические — потенциометрический (в том числе с использованием ионоселективных электродов), кулонометрический, полярографический и амперометрический методы. Наряду с перечисленными методами в современных аналитических ла- бораториях используют и другие методы атомно-флуоресцентный анализ, рентгеновские методы, искровую и лазерную масс-спектрометрию, радиоспектроскопические, ядерно-физические и радиохимические методы, однако ограниченное число учебных часов не позволяет включить их в данное руководство. Изучение этих курсов предусмотрено [c.3]

Предлагаемая книга А. Смита весьма своевременна по следующим причинам. Во-первых, она содержит очень ценные практические сведения, необходимые в повседневной работе на спектральных приборах, а также обширную, хорошо классифицированную библиографию по ИК-спектроскопии. Во-вторых, она имеет подчеркнуто аналитическую направленность. В-третьих, книга на конкретных примерах знакомит читателя с теми возможностями и перспективами исследования вещества, которые связаны с появлением нового поколения спектральных приборов, в том числе и лазерных спектрометров, серийно выпускаемых зарубежными фирмами. И наконец, все разделы проникнуты идеей оптимизации исследований с аргументированным обоснованием того, что может ИК-спектроскопия и в чем состоит ее ограниченность. Согласно этой идее, тщательный подбор режимов работы спектрального прибора и продуманный выбор методики позволяют даже на спектрофотометрах среднего класса получать удовлетворительные результаты. [c.6]

Создаются гибридные аналитические системы, сочетающие высокоэффективную жидкостную хроматографию (в том числе в микроколоночном варианте) с ЯМР-спектрометрией [12, 13], масс-спектроскопией с ионным источником [14], лазерной [15] или хими- [c.87]

За 30 лет своего существования лазеры внесли радикальные изменения в уровень современной оптики и спектроскопии. Появление лазеров привело как к появлению новых областей исследования (например, нелинейная оптика и спектроскопия), так и к существенному улучшению характеристик спектроскопических методов [55]. Однако ограниченное применение лазерных методов в повседневной практике аналитических лабораторий связано со спецификой лазерной аппаратуры (сложная, дорогая, требует квалифицированного обслуживания) и с недостаточной универсальностью метода. [c.241]

Другим направлением развития аналитической термооптической спектроскопии является разработка фотохимических методик. В этом случае, фотометрируемую ( рму определяемых соединений получают непосредственно в процессе эксперимента в результате фотохимической реакции под действием лазерного излучения, одновременно индуцирующего термооптический элемент. Разработаны фотохимические термооптические методики определения фосфора и кремния в виде гетерополи-соединеннй с пределами обнаружения 10" —Ю г/мл. Фотохимическую термооптическую спектроскопию используют дпя определения термоди- [c.340]

Для контроля качества препаратов PH и РФП используют радиометрические и физико-химические методы активационный анализ, 7-спектрометрию, ионообменную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией, лазерную спектроскопию и другие методы. Выбор метода аналитического контроля определяется, в частности, агрегатным состоянием образца, допустимой продолжительностью анализа. [c.337]

Совместные усилия химиков различных стран в области экологической аналитической химии привели за последние 30 лет к существенному прогрессу в развитии методологии аналитической химии в этой отрасли науки [6-8]. Были пересмотрены возможности большинства методов из арсенала аналитической химии [9—12], усовершенствована техника и значительно увеличена эффективность детектирования примесей [13-16]. Созданы новые методы контроля за содержанием загрязняющих веществ в воздухе [5, 9, 10], воде [3, 12, 17-22] и почве [1, 4, 7,10, И], выбросах промышленных предприятий [5] и других объектах окружающей среды [ 10,11,16, 22], отличающиеся высокой селективностью, низким пределом обнаружения (С ) и высокой информативностью (надежностью) получаемых результатов при идентификации загрязнений различной природы. Эти методы основаны на реакционной газовой хроматографии [9-12, 23], высокоэффективной жидкостной хроматографии [24], ионной хроматографии [25], тонкослойной хроматографии [26], лазерной спектроскопии [7, 8, 27], ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье [7, 8, 28], потенциометрии с ион-селективными электродами [8, 29], [c.5]

Отметим, что для решения аналитических задач может быть использован метод оптогальванической спектроскопии, довольно интенсивно разрабатываемый в последнее время. Суть метода состоит в том, что облучение плазмы резонансным лазерным излучением приводит к изменению ее проводимости. Сочетание внутри-резонаторного метода с оптогальванической регистрацией должно повысить чувствительность и облегчить определение малых концентраций исследуемого. элемента [18]. [c.19]

Среди учебных изданий по аналитической химии, переведенных в СССР за последние годы, книга Г. Юинга Инструментальные методы химического анализа занимает особое место. Первое ее издание на русском языке вышло в свет в 1960 г. в издательстве Химия . В США книга выдержала несколько переизданий. Перед нами перевод последнего, пятого издания. Сравнивая первое и последнее из них, поражаешься изменениям, которые произошли в этой области аналитической химии за сравнительно короткий период времени. Лишь первые несколько фраз и очень немногие страницы текста перешли из предыдущих изданий без изменений. Введены новые главы и разделы ( Автоматические анализаторы , Компьютеры в аналитических приборах , Обш ие вопросы анализа ),описаны новые методы, которые не были известны два десятилетия назад (фотоакустическая и лазерная спектроскопия, ряд ядерных методов и др.). Но дело не только в изменении содержания, изменился подход к изложению материала. [c.5]

Со времени выхода в свет четвертого издания учебника (1975 г.) в аналитической химии определились новые пути развития. Особо следует отметить, что наряду с химическими и физикохимическими методами анализа, нашедшими широкое применение в науке и производстве, в химико-аналитических заводских и научно-исследовательских лабораториях все чаш,е проводят анализ физическими методами (эмиссионная, пламенная, атомно-абсорбционная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс — ЯМР, искровая масс-спектрометрия, рентгеновский спектральный, флюоресцентный, радиометрические и др.), позволяющие устанавливать с достаточной точностью микроэлементный состав разнообразных природных веществ, а также технических материалов, применяемых в атомной, полупроводниковой и лазерной технике (особо чистых веществ, катализаторов, монокристаллов и др.). Причем в некоторых случаях, например методами масс-спектрометрии возможно регистрировать в течение одного эксперимента 70—75 основных и примесных элементов в образце анализируемого вещества массой в несколько миллиграммов. [c.9]

Применение лазеров в аналитической спектроскопии связано с обнаружением и измерением оптических сигналов, т. е. излучения самого лазера или возникающего под действием лазерного излучения процесса рассеяния или флуоресценции. Мы не будем рассматривать здесь оптические приборы, а сосредоточим наше внимание на преобразовании оптических сигналов в электрические и на последующей их обработке. Упрощенная блок-схема электронной обработки, представленная на рис. 7.1, показывает соответствующие взаимосвязи между различными стадиями процесса измерепия. Из данной схемы можно видеть, что случайные флуктуации и нежелательные систематические изменения, которые обычно носят названия шумов и фона соответственно, возникают на ранних стадиях преобразования и тем самым влияют на качество проводимых измерений. Обрабатываемые данные могут быть в форме аналоговых (непрерывных) или цифровых (дискретных) переменных в электронных системах обычно имеются соответствующие преобразователи данных одной указанной формы в другую — аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь (АЦП и ЦАП соответственно). В практической деятельности, конечно, наблюдаются некоторые отклонения от данной схемы, например наличие в тщательно отработанных системах смешанной аналоговой и цифровой обработки. Всеобъемлющая и полная картина всего процесса измерений является достаточно сложной (и как таковая не будет рассматриваться) вследствие возможных искажений (нелинейного характера и т. д.) в фотодетекторах, усилителях, процессах преобразования и т. д. [c.449]

В настоящее время исследуется большое число нелинейных оптических взаимодействий высокоинтенсивных лазерных лучей с веществом [113, 114]. Два из них — спектроскопия насыщения и двухфотонное поглощение — уже были рассмотрены. Третьим методом является когерентная антистоксова спектроскопия комбинационного рассеяния ( ARS)—метод смещения четырех волн, который привлек широкое внимание и уже нашел некоторое аналитическое применение. Уникальное свойство ARS состоит в том, что оптический сигнал, испускаемый в результате взаимодействия в образце трех фотонов из двух падающих лазерных лучей, сам по себе является когерентным в пространстве и времени лучом ( четвертой волной ). Таким образом, этот метод обладает геометрическими преимуществами лазерной абсорбционной спектроскопии из-за отсутствия потерь, подчиняющихся закону обратной пропорциональности квадрату расстояния, как в падающем, так и в испускаемом образцом свете. Так, пространственную когерентность испускаемого луча можно использовать для исследования недоступных образцов, например внутренней камеры реактивного двигателя [115]. [c.587]

Колебательная спектроскопия применяется в современной физике, химии, фармации, в технике. Во вторе гюловине XX столетия сложился целый раздел науки — спектрохимия, включающий разнообразные аспекты использования спектральных методов исследования и анализа для решения химических задач. В химии особенно широко распространены методы ИК-спектроскопии, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, применение методов ИК-спектроскопии (часто — в сочетании с методами спектроскопии КР) помогает решать многочисленные задачи структурного или аналитического характера. Во-вторых, в последние десятилетия стали доступными ИЬ -спектрофотометры, выпускаемые промышленностью различных стран, относительно несложные в обраше-нии и удобные для проведения спект зальных измерений. С начала семидесятых годов XX столетия увеличивается и число промышленных спектрометров для получения спектров КР с использованием лазерных источников возбуждения спектров. [c.529]

Аналитические применения лазеров основаны по крайней мере на одном из следующих свойств монохроматичность, когерентность, высокая плотность мощности (или поток). Примером использования монохроматичности служит резонансная ионизационная масс-спектрометрия (РИМС, см. разд. 8.5) и спектроскопия комбинационного рассеяния (см. разд. 9.2 и 10.5). Высокий поток используют для лазерной абляции (см. разд. 8.1 и 8.5). [c.688]

Какое свойство лазерного излучения лежит в основе аналитической термооптической спектроскопии Почему Какие другие х актеристики лазерного излучения также важны в термоопгической спектроскопии [c.362]

Эти сведения по крайней мере в одном отношении поразительны. Нас порой удивляют стремительные темпы развития разных чужих областей науки и техники достаточно указать лазерную технику. Однако мы сами являемся свидетелями и творцами виечат-ляюших достижений атомно-абсорбционной спектроскопии. Родившись в 1955—1957 г., этот метод благодаря своей универсальности, простоте, довольно низкому пределу обнаружения, высокой точности оттеснил многие аналитические методы. Наверняка можно сказать, что этот процесс еще далеко не закончен. Не исключено, что скоро атомная абсорбция будет самым расиространенным методом определения микроэлементов. Мы нуждаемся в массовом производстве хороших атомно-абсорбционных спектрофотометров, притом не только тех типов, которые уже известны, но также атом-но-абсорбциоиных квантометров, приборов для анализа порошковых проб. [c.96]

Мощные лазерные источники света произвели настоящую револювд1Ю в аналитической оптической спектроскопии. Первым и прямым следствием их использования стало повышение чувствительности. В особых случаях, применяя резонансно стимулированную двухфотонную ионизахщю с помощью перестраиваемого лазера, удается достичь предельно возможной чувствительности — добиться обнаружения единственного атома (атом цезия) или всего одной молекулы вещества (нафталина). К этому же невероятному пределу приближается чувствительность метода индуцированной лазерной флуоресценции. С помощью лазерного зондирования можно обнаруживать загрязнения в атмосферном воздухе на расстоянии больше одной мили. Особенно хорошие результаты дает флуоресцентное возбуждение или лазерная раман-спектрометрия. В этом методе в сторону исследуемого объекта, например в сторону столба дыма, направляют импульс лазерного света и измеряют время, через которое появляется сигнал флуоресценции или сигнал комбинационного рассеяния (рамановский сигнал). Зная скорость света, можно определить, на каком удалении находится объект. Таким образом, сигнал не только расскажет нам, какие вещества (загрязняющие воздух соединения) находятся в объекте, но также позволит проследить, как они распространяются от источника загрязнений. [c.196]

В предыдущих главах уже было показано, что точная современная научная аппаратура обязательно нужна для контроля за окружающей средой и для применения химии в экономике. Методы исследования поверхности имеют рещаю-щее значение для достижения новых успехов в катализе, на котором основано столько химических производств. Хроматография вместе с масс-спектрометрией и лазерной спектроскопией превратилась в повседневное средство аналитического контроля. Инфракрасная спектроскопия — это типичный спектральный метод, нашедщий эффективное применение в контроле за окружающей средой, а также в научных исследованиях. [c.236]

Любой чувствительный способ измерения может служить аналитическим методом. Не составляет исключения и наука о поверхности. Любым из методов, перечисленных в табл. V-B-1, можно воспользоваться для решения вопросов, даже лишь очень отдаленно связанных с изучением поверхностей. Так, например, самый современный лазерный микродатчик, разработанный для изучения десорбции молекул с твердых поверхностей, может служить для обнаружения пестицидов на листьях растений. Всего десять лет назад это было совершенно невозможно, а сегодня мы в состоянии проследить на количественном уровне распределение пестицидов в поле, оценить их устойчивость, вымывание дождями и химические трансформации. Конечно, аналитический метод можно использовать и для контроля за химическими изменениями, происходящими на поверхности или с поверхностью, а также для выяснения характера этих изменений, Во многих случаях такого рода исследования связаны с изучением катализа. Примеры применения спектроскопии потерь электронной энергии (EELS) для определения молекулярных структур, образующихся на катализаторе в процессе ф> нкционирования, были приведены в разд. IV-B, Такие исследования положили начало новой области аналитической химии — анализу поверхностей. [c.239]

Наиболее важной характеристикой аналитического метода, используемого при изучении поверхности, является эффективная глубина действия, поскольку метод измерения должен соответствовать изучаемому явлению. Например, связывание с поверхностью, смачивание и катализ затрагивают лишь несколько слоев атомов, а при обработке поверхности закалкой вовлекаются от 10 до 1000 таких слоев. Вот типичные эффективные глубины действия для наиболее важных аналитических методов исследования поверхности рассеяние ионов низкой энергии — один-два слоя атомов, масс-спектрометрия вторичных ионов — зА, оже-спектроскопия — 20А, ионное травление в сочетании с SIMS — lOOA. Лазерная масс-спектрометрия, рамановский микроанализатор и сканирующий электронный микроскоп могут использоваться на глубинах от 1000 до 10 ООО А (т.е. вплоть до 1 микрона). Чем меньше эффективная глубина действия метода, тем [c.239]