Sommario
Introduzione ...1
Capitolo 1 La tecnica LIBS ...3
1.1. Formazione ed evoluzione del plasma ...4
1.2. Ipotesi di lavoro per l’analisi spettroscopica del plasma...9
1.2.1. Ipotesi di ablazione stechiometrica ...9
1.2.2. Ipotesi di equilibrio termodinamico locale (LTE) ...10
Valutazione delle condizioni di LTE ...13
1.2.3. Condizione di plasma otticamente sottile ...16
1.3. Analisi quantitativa ...22
1.3.1 Misura della temperatura del plasma ...22
1.3.2. Misura della densità elettronica ...26
a) metodo Saha-Boltzmann...27
b) metodo basato sulla misura dell’allargamento Stark...27
1.3.3. La tecnica “calibration-free” (CF-LIBS) ...29
1.4. La tecnica LIBS a doppio impulso...33
Capitolo 2 Doppio impulso nella geometria collineare ...42
2.1. Apparato sperimentale...42
2.2. Analisi dell’aumento del segnale in funzione del ritardo tra i laser e per diverse energie dei laser ...47
2.2.1. Prima campagna di misure: studio dell’effetto della variazione di entrambe le energie dei laser...47
Andamento del segnale in funzione del ritardo tra i laser ...49
Andamento del segnale delle righe di specie provenienti dall’aria ...51
2.2.2 Seconda campagna di misure: studio dell’effetto della variazione dell’energia del primo laser...52
Andamento del segnale in funzione del ritardo tra i laser ...53
Andamento del segnale delle righe di specie provenienti dall’aria ...57
Andamento dei parametri termodinamici in funzione del ritardo tra i laser...59
2.3. Analisi dei crateri ...64
2.4. Discussione dei risultati ...68
a) Pre-riscaldamento del campione ad opera del primo impulso laser ...69
b) Formazione di una rarefazione in prossimità del campione...70
2.5. Conclusioni ...77
Capitolo 3 Doppio impulso nella geometria ortogonale ...79
3.1. Apparato sperimentale ...79
3.2. Analisi spettroscopica in configurazione di DP re-heating e discussione...83
3.3. Analisi spettroscopica in configurazione di DP pre-ablation...85
3.4. Analisi shadowgrafica dell’evoluzione del plasma e dell’onda d’urto ...87
3.5. Discussione dei risultati ottenuti nella configurazione di pre-ablation ...94
3.6. Conclusioni ...98
Conclusioni ...100
