레이저 기반 분광학의 응용 및 성능 향상

Abstract

본 논문에서는 레이저 유도 플라즈마의 자기장을 이용한 제어가 연구 되었다. 플라즈마의 전자 밀도는 주로 자기장뿐만 아니라 주변 기압에 의해서 결정된다. 두 조건의 다른 레이저 에너지를 이용하여 연구를 진행하였고, 주변 압력은 760 torr에서 10 torr 사이에서 변동 하였다. Nd:YAG (1064 nm, 6 ns) 레이저를 렌즈를 이용하여 두 자석사이에 있는 샘플에 집중시켰고 이 때, 자기장의 세기는 0.1 T에서 0.5 T 사이로 변동시켰다. 샘플에 자기장을 가하였을 때 대기압에서는 낮은 레이저 에너지를 사용한 경우에만 신호 세기의 향상이 나타났다. 하지만 저압에서는 에너지의 크기에 상관없이 신호의 향상을 얻어내었다. 이는 자기장의 세기와 주변 압력을 저압으로 적절히 조정함으로 인해 제어 될 수 있기 때문이다. 또한 본 연구에서는 원자 신호 분석에 강한 LIBS와 분자 신호 검출에 용이한 Raman spectroscopy를 융합한 시스템의 성능 신뢰성에 대한 연구를 진행하였다. 원자와 분자 신호의 차이점을 동시에 보기 위하여 다형체 (Polymorphs)를 이용한 분석을 진행하였다. 원자와 분자 신호의 신뢰성을 확인하였으며 LIBS를 통한 다형체 분석 가능성에 대한 연구를 진행하였다.