- Titre du projet : Système de contrôle laser pour spectroscopie LIBS
- Collaborateurs CEA : LETS, LEDNA
- Collaborateurs externes : RIM60
- Financements : PEPR
- Date de début : 2025
- Statut du projet : tests avant mise en service
- Mots clés : LIBS, laser, spectroscopie, contrôle, électronique
La spectroscopie d’émission atomique induite par laser (LIBS) est une technique analytique utilisée pour l’analyse élémentaire qualitative et quantitative des matériaux. Il s’agit d’une forme de spectroscopie d’émission optique qui repose sur la génération d’un plasma à basse température à l’aide d’une impulsion laser focalisée. Le principe de base de la LIBS consiste à focaliser un faisceau laser pulsé de haute puissance sur la surface d’un échantillon. Lorsque l’éclairement dépasse un certain seuil (généralement 10 GW/cm²), l’énergie laser est absorbée, ce qui entraîne une surchauffe rapide, une vaporisation et une ionisation partielle de l’échantillon. Il en résulte la formation d’un microplasma composé d’atomes, d’ions et d’électrons excités. Le refroidissement de ce microplasma cause la désexcitation des atomes et ions, ce qui entraîne l’émission de photons dont l’énergie, exprimée en eV, est directement liée à la variation des niveaux d’énergie des atomes et ions. La lumière émise contient des raies spectrales caractéristiques des éléments atomiques présents dans l’échantillon.
La spectroscopie LIBS est utilisée au LEDNA avec le laser industriel SPI G4. L’interface du laser étant incomplète et incompatible avec les outils utilisés au laboratoire, nous proposons un nouveau système de contrôle composé de : une carte électronique basée sur un microcontrôleur développé au LETS par l’étudiant Ashwin SANKAR ; une alimentation TRACO POWER 24V/600W qui permet de fournir la puissance nécessaire au laser et à la carte de contrôle et enfin un ventilateur qui permet d’évacuer la chaleur dissipée système. Le système est pilotable à distance en USB et Ethernet en utilisant une bibliothèque Python.
L’intégration du système dans un boitier rackable 19 pouces 4U (436*178*265mm) est en cours. La façade avant comporte les connecteurs USB et Ethernet pour la communication avec le PC de l’utilisateur, un connecteur SCSI 68pins pour le contrôle du laser, des indicateurs LED et un bouton poussoir pour redémarrer le système. La façade arrière comporte l’entrée du filtre secteur pour l’alimentation du système, d’un connecteur SUB-D de puissance pour l’alimentation du laser et de deux BNC pour les triggers d’entrée et de sortie du système.
