JP2008532030A - レーザパルスアブレーションを使った物理化学的分析のための方法とシステム - Google Patents
レーザパルスアブレーションを使った物理化学的分析のための方法とシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008532030A JP2008532030A JP2007557549A JP2007557549A JP2008532030A JP 2008532030 A JP2008532030 A JP 2008532030A JP 2007557549 A JP2007557549 A JP 2007557549A JP 2007557549 A JP2007557549 A JP 2007557549A JP 2008532030 A JP2008532030 A JP 2008532030A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- analyzed
- plasma
- intensity
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
キャリブレーション曲線と実験的な測定の間の、プラズマの温度の変化を克服するために、プラズマの温度を見積もることが知られている。
C. Chaleard、P. Mauchien、N. Andre、J. Uebbing、J.L. Lacour、C.J. Geertsen著、「レーザアブレーション光学発光分光法を用いた質量成分分析におけるマトリックス効果の較正」、the journal "J. Anal. At. Spectrom." 第12巻、1997年、183頁」
本発明は、発明に特有な多くの観点からもたらされる。すなわち:
i) プラズマ温度決定と関係する誤差は、分光データに関わる不確定性と、以下で記載するような結果の不正確さを増やす温度計算における指数関数の存在とに起因して、材料の濃度測定に関して少なくとも20%の強い不確定性をもたらす。
ii)レーザパルスによって行なわれた材料アブレーションの後に、プラズマの温度が図1に示すように長い時間にわたって低下する。図1は、アブレーションから経過した時間(x軸、μsによる)の関数としてのプラズマの温度(y軸、ケルビン温度による)を示す。
この理由により、本発明は、レーザパルスによってアブレーションを施される時に、レーザビームによって生成されたプラズマに存在する追跡成分からの2つの発光ラインの強度の比を用いて材料の物理化学的分析をするための方法であって、
このプラズマ中で分析される成分の濃度が、一方では、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの強度との間の対応を示し、また、他方では、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定の手段によって決定されることを特徴とする方法に関連している。
このプラズマ中で分析される成分の濃度を、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの強度の変化との間の対応を示し、また、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて決定するための手段を含むことを特徴とするシステムにも関連している。
このプラズマ中で分析される成分の濃度を、発光ラインの様々な強度に対する分析されるこの成分の濃度間の対応を示し、また、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて表示することを特徴とする画像素子にも関連している。
I=f([C]、R(T))
I(R)=a2(R)・C2+a1(R)・C+a0(R)
の形式に書くことができる。キャリブレーション曲線が直線であるならば、この式はさらに簡単に、
I(R)=a1(R)・C+a0(R)
の形式に書くことができる。パラメータa2(R),a1(R),a0(R)は、測定点をに基づいて決定されるべきものである。
・この方法は、多種多様な物理化学的特性を備えた材料の分析に対する、物理化学的意味でのキャリブレーションの低い多様性を必要とする。
・この方法は、物理化学的組成が全く未知であるような材料に適用される;
・この方法は、表面上に堆積されたレーザのエネルギーがアバクスを作成する際に使われるものとは異なる場合に適用される;
・追跡成分は、それ自体が分析される成分の1つでありうる;
・この方法は、従来のキャリブレーション技術のように相対的な操作であるので、正確である。パラメータK(λ)の計算が存在せず、あるいは、そのデータの決定が誤差の源となるような分光器データgAiおよびZi(T)の決定も存在しない;
・この方法により、測定における時間を節約することを可能にする(分析されるそれぞれのタイプの材料に対する組織的なキャリブレーションはもはや必要ない);
・この方法は、代表的なキャリブレーション(しばしば実在しない)を持つ必要性を排除することを可能にする;
この方法は、異種のサンプルまたは未知のマトリックスのサンプルの分析を可能にすることによって、適用技術範囲の拡大を可能にする。
21 コンピュータ
22 レーザビーム
24 材料
26 放射
28 光ファイバー
30 分光計
32 カメラ
Claims (11)
- レーザパルス(22)によってアブレーションを施される時に、レーザパルス(22)によって生成されたプラズマからの追跡成分の2つのラインの強度の比を用いて材料(24)の物理化学的分析をするための方法であって、
このプラズマ中で分析される成分の濃度が、一方では、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの強度との間の対応を示し、また、他方では、追跡成分の少なくとも2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて決定される
ことを特徴とする方法。 - 取得遅れ(td)、すなわちレーザアブレーションパルスとプラズマのライン強度の測定との間の遅れは、プラズマ温度を表現する比R(T)を修正するように修正されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 分析される成分と異なる追跡成分が使われることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 分析される成分自体が追跡成分として使用されることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の方法。
- 分析されるための成分の濃度の変化は、温度を表現する同じ比R(T)に対して、分析される成分の少なくとも1つのラインの強度の測定が、キャリブレーション材料に存在する分析されるこの成分の種々の濃度に依存するようなテーブルで示されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- テーブルに基づいて、分析される成分の少なくとも1つのラインの強度の測定を結びつけて、分析されるこの成分の種々の濃度の関数、例えば線形回帰または二次回帰を用いた関数として、曲線が構築されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- アブレーションされた質量の正規化のための方法、および/または、主要な成分あるいは既知の濃度の成分についての正規化のための方法が使われることを特徴とする請求項5または6に記載の方法。
- 分析される成分の濃度は、種々のレーザビーム発射によって得られた測定値の平均を得ることによって決定されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- レーザパルスによってアブレーションを施される時に、レーザビームによって生成されたプラズマからの追跡成分の2つの発光ラインの強度の比を用いて材料の物理化学的分析をするためのシステムであって、
このプラズマ中で分析される成分の濃度を、一方では、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの強度の変化との間の対応を示し、また、他方では、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて決定するための手段
を含むことを特徴とするシステム。 - レーザパルスによってアブレーションを施される時に、レーザビームによって生成されたプラズマからの追跡成分の2つの発光ラインの強度の比を用いて材料の物理化学的分析をすることを対象とする画像素子であって、
このプラズマ中で分析される成分の濃度を、一方では、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの強度との間の対応を示し、また、他方では、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて表示する
ことを特徴とする画像素子。 - レーザパルスによってアブレーションを施される時に、レーザビームによって生成されたプラズマからの追跡成分の2つの発光ラインの強度の比を用いて材料の物理化学的分析をすることを対象とするソフトウェア手段であって、
このプラズマ中で分析される成分の濃度を、一方では、分析されるこの成分の濃度と発光ラインの種々の強度との間の対応を示し、また、他方では、追跡成分の2つのラインの強度間の種々の比R(T)であってプラズマ温度を表現する比を示す、キャリブレーション測定を用いて決定する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法に従ったソフトウェア手段。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0550533 | 2005-02-28 | ||
| FR0550533A FR2882593B1 (fr) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | Procede et systeme d'analyse physicochimique a l'aide d'une ablation par pulse laser |
| PCT/FR2006/050158 WO2006092520A1 (fr) | 2005-02-28 | 2006-02-22 | Procédé et système d'analyse physicochimique à l'aide d'une ablation par pulse laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008532030A true JP2008532030A (ja) | 2008-08-14 |
| JP4838270B2 JP4838270B2 (ja) | 2011-12-14 |
Family
ID=35169703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007557549A Active JP4838270B2 (ja) | 2005-02-28 | 2006-02-22 | レーザパルスアブレーションを使った物理化学的分析のための方法とシステム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7944558B2 (ja) |
| EP (1) | EP1853898B1 (ja) |
| JP (1) | JP4838270B2 (ja) |
| AT (1) | ATE403858T1 (ja) |
| DE (1) | DE602006002117D1 (ja) |
| ES (1) | ES2313640T3 (ja) |
| FR (1) | FR2882593B1 (ja) |
| WO (1) | WO2006092520A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101084766B1 (ko) | 2009-12-30 | 2011-11-22 | 광주과학기술원 | 중금속 분석방법 |
| JP2013245989A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Ihi Corp | 物質特定装置および物質特定方法 |
| WO2015037640A1 (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 株式会社Ihi | 物質特定装置および物質特定方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20155546A (fi) * | 2015-07-10 | 2017-01-11 | Outotec Finland Oy | Menetelmä optisen tien tilan valvomiseksi näytteen optisessa säteilyspektroskooppiassa ja tietokoneohjelma prosessointilaitetta varten |
| WO2020163963A1 (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 6684327 Canada Inc. | Artificial intelligence-based robotized smart laser ablating systems for multi-dimensional objects |
| WO2024068925A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Advanced Osteotomy Tools - Aot Ag | Biological tissue analysis device and method |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4690558A (en) * | 1984-12-18 | 1987-09-01 | Kawasaki Steel Corporation | Method of laser emission spectroscopical analysis and apparatus therefor |
| US5715053A (en) * | 1995-10-23 | 1998-02-03 | Loge; Gary W. | Method for determining the concentration of atomic species in gases and solids |
| JP3377699B2 (ja) * | 1996-11-05 | 2003-02-17 | 三菱重工業株式会社 | レーザを用いた微量成分計測手法及びその装置 |
| IT1306112B1 (it) | 1998-03-20 | 2001-05-29 | Consiglio Nazionale Ricerche | Metodo per l'analisi quantitativa dei componenti atomici di materialimediante misure di spettroscopia libs senza calibrazione |
| US6008896A (en) * | 1998-07-01 | 1999-12-28 | National Research Council Of Canada | Method and apparatus for spectroscopic analysis of heterogeneous materials |
| JP3160622B2 (ja) * | 1998-08-31 | 2001-04-25 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | プラズマ温度分布測定方法および装置 |
| US6075593A (en) * | 1999-08-03 | 2000-06-13 | General Electric Company | Method for monitoring and controlling laser shock peening using temporal light spectrum analysis |
| JP3510561B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2004-03-29 | 三菱重工業株式会社 | 冷却材金属の漏洩検出方法および漏洩検出器 |
| JP4095360B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2008-06-04 | Tdk株式会社 | 元素分析方法及び元素分析装置 |
-
2005
- 2005-02-28 FR FR0550533A patent/FR2882593B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-02-22 US US11/816,561 patent/US7944558B2/en active Active
- 2006-02-22 AT AT06726196T patent/ATE403858T1/de not_active IP Right Cessation
- 2006-02-22 DE DE602006002117T patent/DE602006002117D1/de active Active
- 2006-02-22 ES ES06726196T patent/ES2313640T3/es active Active
- 2006-02-22 EP EP06726196A patent/EP1853898B1/fr active Active
- 2006-02-22 WO PCT/FR2006/050158 patent/WO2006092520A1/fr not_active Ceased
- 2006-02-22 JP JP2007557549A patent/JP4838270B2/ja active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101084766B1 (ko) | 2009-12-30 | 2011-11-22 | 광주과학기술원 | 중금속 분석방법 |
| JP2013245989A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Ihi Corp | 物質特定装置および物質特定方法 |
| WO2015037640A1 (ja) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 株式会社Ihi | 物質特定装置および物質特定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7944558B2 (en) | 2011-05-17 |
| JP4838270B2 (ja) | 2011-12-14 |
| FR2882593A1 (fr) | 2006-09-01 |
| ES2313640T3 (es) | 2009-03-01 |
| ATE403858T1 (de) | 2008-08-15 |
| EP1853898B1 (fr) | 2008-08-06 |
| US20080160618A1 (en) | 2008-07-03 |
| WO2006092520A1 (fr) | 2006-09-08 |
| DE602006002117D1 (de) | 2008-09-18 |
| FR2882593B1 (fr) | 2007-05-04 |
| EP1853898A1 (fr) | 2007-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7663749B2 (en) | Method and system to measure the concentration of constituent elements in an inhomogeneous material using LIBS | |
| CN102262076B (zh) | 基于谱线组合的激光诱导击穿光谱元素浓度测量方法 | |
| CN107037012B (zh) | 用于激光诱导击穿光谱采集的阶梯光谱仪动态校正方法 | |
| JP2023505380A (ja) | 発光スペクトルに基づく予測モデルを使用して未知のサンプル組成を分析するためのシステムと方法 | |
| CN112834485B (zh) | 激光诱导击穿光谱元素定量分析的一种非定标方法 | |
| CN104251846A (zh) | 一种结合判别分析的激光诱导击穿光谱定量分析方法 | |
| CN102410993A (zh) | 基于激光诱导等离子体发射光谱标准化的元素测量方法 | |
| CN102410992B (zh) | 简化的激光诱导等离子体光谱标准化的元素测量方法 | |
| Lazic et al. | Calibration approach for extremely variable laser induced plasmas and a strategy to reduce the matrix effect in general | |
| CN105718749A (zh) | 一种基于大数据库辨识的煤质特性分析方法 | |
| JP4838270B2 (ja) | レーザパルスアブレーションを使った物理化学的分析のための方法とシステム | |
| JP5204655B2 (ja) | 発光分光法による定性・定量分析のための方法 | |
| US6845147B2 (en) | Scatter spectra method for x-ray fluorescent analysis with optical components | |
| CN105717093B (zh) | 一种基于大数据库辨识的水泥特性分析方法 | |
| CN109975275B (zh) | 提高激光诱导击穿光谱测量煤中氮元素精度的方法 | |
| JP3660938B2 (ja) | レーザを用いた成分分析方法 | |
| CN110579467B (zh) | 一种时间分辨激光诱导击穿光谱定量方法 | |
| Elhassan et al. | LIBS calibration curves and determination of limits of detection (LOD) in single and double pulse configuration for quantitative LIBS analysis of bronzes | |
| JP4458985B2 (ja) | X線分析装置及びx線分析方法 | |
| JPH09269305A (ja) | 蛍光x線分析方法および装置 | |
| US20250035556A1 (en) | Laser energy assisted breakdown spectroscopy (leabs) coupled physics informed rapid, in-situ, and in-time compositional monitoring during high energy density input three-dimensional additive manufacturing | |
| CN120971399A (zh) | 基于薄板样条回归算法的libs定量分析方法及其装置、系统 | |
| Crescini et al. | Machine Learning Model Coupling PCA and PLSR for Predicting Moisture Content in Different Soil Textures Using Near-Infrared Spectroscopy | |
| JP2003035663A (ja) | 吸収スペクトルの検量線作成方法 | |
| JP2025539483A (ja) | 試料のスペクトルを判定するスペクトル分析を実施する方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090121 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110510 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110801 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110830 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110929 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141007 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4838270 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |