Лазерный спектральный анализ

(a. Laser spectrum analysis. Н. Laserspectralanalyse. Ф. Analyse spectrale aux rayons lazer. И. Analisis espectral laser) - качественное и количественное определение элементного и мол. Состава вещества путём исследования его спектров, получаемых c помощью лазерного излучения. Использование лазеров обеспечивает предельные значения наиболее важных для спектрального анализа характеристик. Чувствительность на уровне детектирования единичных атомов и молекул, избирательность вплоть до регистрации частиц c определёнными квантовыми характеристиками в смеси частиц, предельное спектральное (до полного устранения влияния прибора) и временнуe (до 10-14 c) разрешение, возможность дистанционного анализа (до неск. Км). Л. C. A. Используется, как правило, в тех случаях, когда требуемые от анализа характеристики не могут быть получены c помощью традиционных методов и приборов спектрального анализа.Лазерный атомный анализ основан на переводе исследуемого вещества в состояние атомного пара, просвечивании этого пара лазерным излучением на частотах, резонансных частотам возбуждения атомов анализируемого элемента, и регистрации флуоресценции возбуждённых атомов (Атомно-флуоресцентный анализ) или образующихся при ступенчатой фотоионизации ионов (атомно-фотоионизационный анализ).

Для лазерного атомного анализа пределы обнаружения элементов в реальных образцах г. П., морской воде, донных осадках и высокочистых материалах на уровне 10-8-10-11%, в чистых водных растворах элементов достигают 10-12%. Для всех элементов чувствительность Л. C. A. На 1-3 порядка выше, чем для наиболее чувствительного Атомно-абсорбционный анализа. Лазерный атомный анализ незаменим при определении следовых концентраций элементов и исследовании их распределения в природных водах и земной коре, определении предельно малых содержаний редких и благородных металлов в технол. Растворах при переработке руд, при поиске новых м-ний редких элементов по ореолам их рассеяния и т.п.B основе лазерного молекулярного анализa лежит способность молекул избирательно поглощать или рассеивать лазерное излучение частоты, соответствующей их электронно-колебательно-вращательным пере- ходам.

O процентном мол. Составе вещества судят по величине прошедшего через него, поглощённого, переизлученного или рассеянного в нём света или по величине зарегистрированных продуктов фотодиссоциации или фотоионов молекул в зависимости от частоты возбуждающего излучения.Чувствительность анализа при детектировании прошедшего через вещество лазерного излучения (абсорбционный метод), напр. При определении содержания молекул NO и CO в пробах атм. Воздуха или при измерениях в атмосфере, составляет 10-4-10-6%. Анализ более сложных молекул, в частности углеводородов, проводят c использованием специфического для лазеров эффекта насыщения поглощения, позволяющего выявить структуру в перекрывающихся спектрах поглощения молекул.

Портативные приборы на основе абсорбционного метода могут быть использованы при газо- и нефтеразведке, для контроля содержания в забое рудничного и др. Газов.При регистрации поглощённой в веществе доли излучения (оптико-акустич. Метод) чувствительность обнаружения определённых примесей в смеси, напр. Молекулярных загрязнений в воздухе, достигает 10-6-10-7%. B сочетании c временным разделением компонентов смеси методами хроматографии оптико-акустич. Метод пригоден в нефтехимии (для анализа сложных углеводородных смесей), в геологии и сейсмологии (для измерения концентрации и вариаций изотопного состава мол. Газов для нефтеразведки и прогнозирования землетрясений).Метод комбинац. Рассеяния света используется для дистанционного анализа загрязняющих атмосферу пром.

И вулканич. Выбросов. Ha расстояниях 100 м чувствительность обнаружения ряда газов в шлейфе выбросов из заводских труб и в атмосфере находится на уровне 10-2-10-4%.Литература. Аналитическая лазерная спектроскопия, пер. C англ., M., 1982. Лазерная аналитическая спектроскопия, под ред. B. C. Летохова, M., 1986.O. H. Компанец..