Управление плотностью мощности лазерного излучения для элементного анализа покрытий и тонких слоев металла

Лазерная атомно-эмиссионная спектроскопия, основанная на эффективном испарении малого количества образца (10-10-11 г), атомизации и одновременном возбуждении эмиссионных спектров всех компонентов является очень популярным методом экспресс-анализа многокомпонентных сплавов, позволяя проводить исследование без предварительной химической и механической подготовки поверхности. В большинстве работ по данной тематике игнорируется процесс выбора спектральных линий элементов для расчетов, отдается предпочтение наиболее интенсивным линиям в исследуемом спектральном диапазоне. Однако, не редко возможна ситуация, когда у основного компонента (содержание которого может находится в пределах 60‒99 %), в рассматриваемом регионе присутствуют только резонансные линии, для которых свойственно самопоглощение, выражающееся в искажении контура линии и появлении «провала» на центральной длине волны. Снижение регистрируемой интенсивности резонансных линий, путем управления параметрами лазерного излучения зачастую приводит к падению до уровня фона интенсивности спектральных линии примесей, концентрация, которых менее 1 %. В качестве объекта исследования был выбран «максимальной сложный объект» ‒ тонкое покрытие легкоплавкого галлия на подложке из тугоплавкого вольфрама. Методика качественного анализа, позволяющая одновременно регистрировать резонансные линии галлия и «слабые линии» подложки вольфрама, заключалась в лазерной абляции поверхности образца сдвоенными лазерными импульсами (варьирование межимпульсного интервала дает возможность управлять процессами дополнительного возбуждения эмиссионных спектров в первичной плазме) и управления плотностью мощности путем расфокусировки лазерного луча относительно поверхности.