Spectroscopie d'émission optique

La spectroscopie d'émission optique est une méthode de caractérisation des plasmas non intrusive et non perturbatrice. Elle repose sur la collecte des photons émis lors de la désexcitation des particules énergétiques du plasma. Puisque les transitions énergétiques de désexcitation ont des temps caractéristiques très courts, avec un équipement suffisamment sensible, il est possible d'obtenir une résolution temporelle jusqu'à quelques nano-secondes.


Précision


Lors de la mise en application de la spectroscopie d'émission optique, la lumière émise par les particules est captée par un dispositif optique (tel qu'une fibre ou une lentille pour collimater la lumière) et dirigée vers un spectromètre. Le volume sondé est alors égale à l'espace « perçu » en vision directe par le dispositif optique. Compte tenu de la faible ouverture numérique d'une fibre optique, le volume sondé dans ce cas particulier est de quelques µm3. Le spectromètre sépare ensuite la lumière captée en raies spectrales habituellement grâce à un réseau de diffraction .

L'intensité de la lumière diffractée est alors évaluée par un détecteur, soit un analyseur CCD soit un photomultiplicateur. Les analyseurs de type barrette CCD ont l'avantage de mesurer toute la plage de longueurs d'onde simultanément, mais possèdent un contraste d'intensité fixe. Au contraire, les photomultiplicateurs mesurent quant à eux, une seule longueur d'onde à la fois mais possèdent un meilleur contraste puisqu'il est possible d'ajuster l'intensité collectée.

Les données obtenues par spectroscopie d'émission optique contiennent un grand nombre d'information. Chaque transition optique est précisément caractérisée par des transitions électroniques radiatives autorisées auxquels s'ajoutent les vibrations pour les particules polyatomiques. Le positionnement de chaque raie donne donc des informations importantes sur la composition chimique du plasma alors que les intensités relatives donnent de l'information sur la répartition de l'énergie entre les espèces du plasma.

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Fig.1 - Évolution temporelle d'une décharge HiPIMS avec un voltage appliqué à la cathode de -900V au dessus d'une cible de chrome opérée dans un mélange N2/Ar 1:1 à 1.3 Pa. Les trois phases de développement du plasma y sont présentées : la phase d'allumage, la phase dominé par l'émission métallique et la phase de transition vers une décharge DC. (a) Courant et tension de décharge (b) Intensité des ions de chrome (c) Intensité des ions de gaz

CARACTÉRISTIQUES DU SPECTROMETRE ACTON SPECTRA PRO

  • Gamme de longueurs d'onde: 200 nm - 1050nm (3 réseaux de diffraction :120/1200UV/2400)
  • Résolution: 0.393nm @763nm (120g), 0.033nm@763nm(1200g) and 0.017 nm@440nm (2400g
  • Détecteur : CCD amplifié Pi-MAX II, 1024x1024 pixels sur 16 bits ( Contraste maximal 65535:1)
  • Résolution temporelle du CCD : 5 ns
  • Delai de synchronisation : 150 ps- ms

CARACTÉRISTIQUES DU SPECTROMETRE OCEAN OPTICS USB 2000

  • Gamme de longueurs d'onde: 200 nm - 850 nm (réseau de diffraction fixe : 600)
  • Résolution: 1.5 nm
  • Détecteur : CCD linéaire 2048 pixels ( Contraste maximal 1300:1)
  • Résolution temporel : 1 ms
  • Aucune synchronisation disponible

CARACTÉRISTIQUES DU SPECTROMETRE OCEAN OPTICS USB 4000

  • Gamme de longueurs d'onde: 350 nm - 1000 nm (réseau de diffraction fixe : 600)
  • Résolution: 1.5-2.3nm
  • Détecteur : CCD linéaire 3648 pixels ( Contraste maximal 1300:1)
  • Résolution temporel : 3.8 ms
  • Aucune synchronisation disponible

Consultez notre section HiPIMS pour plus d'exemples de spectres d'émission.

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