Abstract
In this paper, we investigate the effect of laser energy on laser-induced breakdown emission intensity and average temperature in a short-pulse plasma generated by using 140 fs laser excitation. Both line emission and continuum background intensity and plasma temperature decrease very rapidly after excitation compared to the more conventional nanosecond pulse excitation. Both emission intensity and plasma temperature increase with increasing laser energy. However, the intensity increase appears to be mostly related to the amount of material ablated. Also, nongated laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is demonstrated using a high-pulse (1 kHz) pulse repetition rate.
Keywords
Get full access to this article
View all access options for this article.
References
1.
Rusak
D. A.
Castle
B. C.
Smith
B. W.
Winefordner
J. D.
, Crit. Rev. Anal. Chem. 27 , 257 (1997 ).
2.
Song
K.
Lee
Y. I.
Sneddon
J.
, Appl. Spectrosc. Rev. 32 , 183 (1997 ).
3.
Rusak
D. A.
Castle
B. C.
Smith
B. W.
Winefordner
J. D.
, Trends Anal. Chem. 17 , 453 (1998 ).
4.
Lancaster
E. D.
McNesby
K. L.
Daniel
R. G.
Miziolek
A. W.
, Appl. Opt. 38 , 1476 (1999 ).
5.
Sattman
R.
Monch
I.
Krause
H.
Noll
R.
Couris
S.
Hatziapostolou
A.
Mavromanolakis
A.
Fotakis
C.
Laurrauri
E.
Miguel
R.
, Appl. Spectrosc. 52 , 456 (1999 ).
6.
Castle
B. C.
Knight
A. K.
Visser
K.
Smith
B. W.
Winefordner
J. D.
, J. Anal. At. Spectrom. 13 , 589 (1998 ).
7.
Burgio
L.
Clark
R. J. H.
Stratoudaki
T.
Doulgeridis
M.
Anglos
D.
, Appl. Spectrosc. 54 , 463 (2000 ).
8.
Knight
A. K.
Schebarth
N. L.
Cremers
D. A.
Ferris
M. J.
, Appl. Spectrosc. 54 , 331 (2000 ).
9.
Hahn
D. W.
Lunden
M. M.
, Aerosol Sci. Tech. 33 , 30 (2000 ).
10.
Sun
Q.
Tran
M.
Smith
B. W.
, Talanta 52 , 293 (2000 ).
11.
Stratis
D. N.
Eland
K. L.
Angel
S. M.
, Appl. Spectrosc. 54 , 1719 (2000 ).
12.
Marquardt
B. J.
Stratis
D. N.
Cremers
D. A.
Angel
S. M.
, Appl. Spectrosc. 52 , 1148 (1998 ).
13.
Theriault
G. A.
Lieberman
S. H.
, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 2835 , 83 (1996 ).
14.
Marquardt
B. J.
Goode
S. R.
Angel
S. M.
, Anal. Chem. 68 , 977 (1996 ).
15.
Yamamoto
K. Y.
Cremers
D. A.
Ferris
M. J.
Foster
L. E.
, Appl. Spectrosc. 50 , 222 (1996 ).
16.
Eland
K. L.
Stratis
D. N.
Carter
J. C.
Angel
S. M.
, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 3853 , 288 (1999 ).
17.Laser-Induced Plasmas and Applications ,
Radziemski
L. J.
Cremers
D. A.
, Eds. (Marcel Dekker , New York , 1989 ).
18.
Shirk
M. D.
Molian
P. A.
, J. Laser Appl . 10 , 18 (1998 ).
19.
Chang
J.
Warner
B. E.
Dragon
E. P.
Martinez
M. W.
, J. Laser Appl . 10 , 285 (1998 ).
20.
Campbell
E. E. B.
Ashkenas
D.
Rosenfeld
A.
, Materials Science Forum, Lasers Mat. Sci. 301 , 123 (1999 ).
21.
Du
D.
Liu
X.
Korn
G.
Squier
J.
Mourou
G.
, Appl. Phys. Lett. 64 , 3071 (1994 ).
22.
Jandeleit
J.
Horn
A.
Weichenhain
R.
Kreutz
E. W.
Poprawe
R.
, Appl. Surf. Sci. 127–129 , 885 (1998 ).
23.
Zergioti
I.
Malais
S.
Vainos
N. A.
Ikiades
A.
Grigroopoulos
C. P.
Fotakas
C.
, Appl. Surf. Sci. 138–139 , 82 (1999 ).
24.
Von der Linde
D.
Sokolowski-Tinten
K.
, Appl. Surf. Sci. 154 , 1 (2000 ).
25.
Lenzer
M.
Krause
F.
Kruger
J.
Kautek
W.
, Appl. Surf. Sci. 154 , 11 (2000 ).
26.
Rudolph
P.
Bonse
J.
Kruger
J.
Kautek
W.
, Appl. Phys. A , 69 , 5763 (1999 ).
27.
Von der Linde
D.
, in Topics in Applied Physics ,
Sturke
M.
Ed. (Springer Verlag , Berlin , 1992 ), Vol. 70 , pp. 225 –235 .
28.
Fujimoto
Y.
Hironaka
Y.
Nakamura
K. G.
Kondo
K.
Yoshita
M.
Ohtani
M.
Tsunemi
H.
, Jpn. J. Appl. Phys. 38 , 6754 (1999 ).
29.
Tabak
M.
Hammer
J.
Glinsky
M. E.
Kruer
W. L.
Wilks
S. C.
Woodworth
J.
Campbell
E. M.
Perry
M. D.
Mason
R. J.
, Phys. Plasmas 1 , 1626 (1994 ).
30.
Muller
M.
, Laser Foc. W. 36 , S13 (2000 ).
31.
Angel
S. M.
Stratis
D. N.
Eland
K. L.
Lai
T.
Berg
M. A.
Gold
D. M.
, Fresenius' J. Anal Chem. , submitted.
32.
Eland
K. L.
Stratis
D. N.
Lai
T.
Berg
M. A.
Goode
S. R.
Angel
S. M.
, Appl. Spectrosc. 55 , 188 (2001 ).
33.
Grant
K. J.
Paul
G. L.
, Appl. Spectrosc. 44 , 1349 (1990 ).