Селективное испарение при лазерной абляции многокомпонентных сплавов в воздухе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Леднев, Василий Николаевич

• Леднев, Василий Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Леднев, Василий Николаевич

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Лазерная абляция

1.2 Спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы

1.3 Определяющие параметры лазерного излучения для спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы ..23 13 1 Влияние длины волны, длительности импульса, плотности энергии на свойства плазмы и результаты анализа в спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы 24 13 2 Влияние профиля лазерного пучка на лазерную абляцию 30 13 2 1 Качество лазерного пучка и методы его оценки 30 13 2 2 Влияние профиля лазерного пучка на свойства плазмы 35 13 3 Двухимпулъсный режим воздействия и его влияние на свойства лазерной плазмы

13 3 1 Сравнение факторов действия одного и двух импульсов 41 1 3 3 2 Влияние экспериментальных параметров на увеличение интенсивности линий в спектре

1.4 Селективное испарение при лазерной абляции

14 1 Определение селективного испарения 46 14 2 Методы исследования селективного испарения 47 14 2 1 Импульсное лазерное осаждение 48 14 2 2 Лазерная абляция для пробоотбора вещества для элементного анализа

1 4 2 3 Спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

2.1. Экспериментальная установка для спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы

2.2 Двухимпульсный и одноимпульсный режим работы неодимового лазера на алюмо-иттриевом гранате

2 2 1 Двухимпульсный режим генерации 59 2 2 2 Управление параметрами первого и второго импульсов лазера

2.3 Управление режимом наносекундной/пикосекундной генерации неодимового лазера на алюмо-иттриевом гранате с модулятором поккельса без изменения числа элементов резонатора

2 3 1 Управление режимом наносекундной/пикосекундной генерации N(1АИГлазера

2 3 2 Генерация двух цугов пикосекундных импульсов с микросекундной задержкой

2.4 измерение параметра м2 качества лазерного пучка

2.5 Профили сечения одномодового и многомодового пучков в разных режимах работы лазера

2 5 1 Свойства лазерных пучков в ближнем и дальнем поле

2 5 2 Фактор сглаживания поперечного профиля пучка оптическим усилителем

2 4 3 Свойства пучков при двухимпульсном режиме работы лазера

2.6 Дифракционный спектрограф и ПЗС-матрица с усилителем яркости

2.7 Измерение кратеров

2.8 Стандартные образцы

ГЛАВА 3. СЕЛЕКТИВНОЕ ИСПАРЕНИЕ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ

3.1 Модель селективного испарения при лазерной абляции

3.1.1 Количественное определение селективного испарения

3.2 Безэталонный метод спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы

3.3 Экспериментальное обоснование механизма селективного испарения

3 3 1 Бронзы 91 3 3 2 Алюминиевые сплавы

3 3 3 Нержавеющие стали

3.4 Выводы к главе 3

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА ПЛАЗМЫ И АНАЛИЗ СОСТАВА МИШЕНИ

4.1 Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава

мишени по спектру плазмы: одномодовый и многомодовый пучки

411 Морфология лазерных кратеров

4 12 Свойства лазерной плазмы для одномодового и многомодового лазерных пучков 103 4 12 1 Эволюция спектров лазерной плазмы

4 12 2 Температура и электронная плотность 1 Об

4 13 Влияния профиля пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 112 413 1 Способы лазерного пробоотбора ]

4 13 2 Выбор оптической схемы сбора излучения плазмы

4 1 5 Градуировочные графики

4 16 Выводы

4.2. Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава-

одномодовый и многомодовый пучки с оптическим усилителем

4 2 1 Морфология лазерных кратеров

4 2 2 Свойства лазерной плазмы для одномодового и многомодового лазерных пучков

4 2 3 Сравнение аналитических возможностей спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы

42 4 Выводы

4.3 Влияние поперечного профиля лазерного пучка на свойства плазмы и результаты анализа состава-одномодовый и многомодовый лазерные пучки в двухимпульсном режиме

4 3 1 Морфология лазерных кратеров

4 3 2 Сравнение свойств лазерной плазмы для одномодового и многомодового пучков

4 3 3 Влияния профиля пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы 137 Выводы

4.4 Свойства плазмы при лазерной абляции наносекундными и цугом пикосекундных импульсов

4 4 1 Морфология лазерных кратеров

4 4 2 Сравнение свойств лазерной плазмы

44 3 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ

1 Программное обеспечение для управления ПЗС-камерой DragonFly2

2 Оптимизация работы лазера в двухимпульсном режиме

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Принятые обозначения

Арк, - коэффициент Энштейна (с"1);

с - скорость света в вакууме (м/с)

С, - массовая доля /'-го компонента в исходном образце, (масс. %);

£/ - диаметр пятна фокусировки

£> - диаметр линзы;

ЕР, - энергия р - уровня (эВ);

Е!~1 - энергия ионизации частицы в 5-/ ионизированном состоянии для изолированной системы, (эВ);

д£<-> - поправка для энергии ионизации, описывающая взаимодействие ионов с плазмой, (эВ);

Е0 - плотность энергии лазерного пучка;

^ - фокальное расстояние линзы;

gp - статистический веср - уровня;

Л - постоянная Планка;

Рк, - интенсивность линии переходар-к для /' - го перехода;

к - постоянная Больцмана;

- длина резонатора

М, - молярная масса, (г/моль);

те - масса электрона;

Ые - электронная плотность, (1/см3)

п, - количество вещества »- компонента в плазме (моль);

п5 - количество вещества частиц в 5 - ионизированном состоянии, (моль);

\Рк, - частота перехода р-к (с"1);

/ - время, (с)

Т - температура (К);

АI - задержка между первым и вторым импульсами в двухимпульсном режиме;

1¥х - диаметр произвольного пучка;

Z,(T) - сумма по состояниям частицы при температуре Т\

Л - длина волны излучения;

о^у - второй момент пространственного распределения профиля интенсивности пучка;

а>0 - размер перетяжки пучка;

г - длительность лазерного импульса

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Селективное испарение при лазерной абляции многокомпонентных сплавов в воздухе»

Введение

Использование лазерного излучения для создания низкотемпературной плазмы с целью анализа вещества, обработки изделий и создания новых материалов началось практически с момента создания лазеров в 1961 г. Возможность применения мощного лазерного излучения для испарения материалов любой твердости и состава с одновременной генерацией возбужденных состояний атомов и ионов различной кратности зарядов в лазерной плазме открывало новые перспективные направления [1,2]. В этих процессах метод эмиссионной спектроскопии лазерной плазмы используется как уникальный инструмент изучения физики взаимодействия лазерного излучения с веществом. С другой стороны, спектроскопия плазмы представляет самостоятельный научный интерес для качественного и количественного анализа состава изучаемых объектов в реальном времени. Способность лазеров транспортировать и концентрировать энергию на удаленных объектах до величин, превышающих порог образования плазмы, обеспечило стремительное развитие дистанционного анализа.

Применение лазерного излучения для количественного анализа состава мишени по эмиссионному спектру лазерной плазмы (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) допускает изучение образцов с любым набором элементов периодической таблицы с пределом обнаружения до Ю-4 мкг/г (в ряде случаев до 10"6 мкг/г) в зависимости от условий проведения эксперимента и состава мишени [3]. Например, в 1987 г. был предложен двухимпульсный способ возбуждения плазмы при воздействии сдвоенных лазерных импульсов (с интервалом между импульсами 10-30 мкс) [4], который позволил более чем на порядок повысить контраст линий спектра плазмы и тем самым улучшить предел обнаружения примесей. Впоследствии был предложен физический механизм взаимодействия последовательных импульсов лазера с мишенью в атмосфере воздуха [5]. Позднее этот режим был успешно применен для существенного повышения выхода рентгеновского излучения плазмы, индуцируемой сдвоенными фемтосекундными импульсами [6]. В методах лазерной обработки материалов было показано, что использование сдвоенных импульсов позволяет значительно увеличить скорость абляции [7,8].

Высокая чувствительность и экспрессность лазерно-плазменных анализаторов обеспечила им широкое применение и вне лаборатории. Так, дистанционную версию лазерного анализатора впервые включили в состав космического аппарата «Фобос-88» для изотопного анализа поверхности на пролетной траектории на высоте до 100 м над спутником Марса. В 2012 году в миссии "Curiosity" НАСА (США) с помощью прибора ChemCam была исследована поверхность Марса и были получены спектры свечения лазерной плазмы для анализа состава породы с расстояния нескольких метров [9].

В то же время прямой количественный анализ по спектру свечения плазмы невозможен для ряда образцов из-за нарушения соотношения элементов в плазме и в исходной мишени. Этот фактор исключал проведение количественного анализа в реальных условиях без использования образцов сравнения. Актуальность решения этой задачи была выявлена в первых экспериментах по спектроскопии лазерной плазмы [10] и оставалась открытой до настоящего времени.

Одним из важных приложений лазерной абляции является импульсное лазерное напыление тонких пленок в вакууме [11,12]. При этом соотношение компонентов в получаемом покрытии было близким к составу мишени (сверхпроводники, бронзы, и т.д.) [13]. Напротив, в работе Дианова Е. М. и др. [14] по получению чистого кварца методом лазерной абляции кварцевого волокна в воздухе с помощью непрерывного СО2 лазера было установлено, что данный процесс сопровождался селективным испарением оксида кремния и накоплением тугоплавких оксидов в зоне расплава. Однако было неясно, как селективность испарения проявится в условиях нестационарной абляции мишени лазерными импульсами.

Сравнительно недавно [15] было предложено добавить механизм селективного испарения для описания процесса взаимодействия лазерных импульсов с поверхностью. На примере образца бронзы, лазерная абляция которого отличается высокой степенью проявления селективного испарения, был разработан феноменологический подход для коррекции спектра плазмы. Полученные результаты убедительно подтвердили перспективность предложенного подхода. Однако оставалось неясным, является ли этот механизм универсальным и применимым к другим широко распространенным гомогенным сплавам на основе железа (черные сплавы и легированные нержавеющие стали) и алюминия (дюрали и пр.).

Кроме того, детальное изучение влияния пространственных и временных параметров лазерного излучения (одно-многомодовый профиль интенсивности пучка и длительности импульсов) на точность и чувствительность анализа в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы проведено не было, несмотря на заметный (более чем на порядок) выигрыш по энергии в многомодовом пучке при одинаковой энергии накачки лазера.

Таким образом, изучение явления селективного испарения при лазерной абляции и влияние параметров лазерного излучения на спектр лазерной плазмы является актуальным и представляет практический интерес.

Цель работы

Изучение физики селективного испарения многокомпонентной мишени при лазерной абляции в воздухе с помощью спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы при вариации пространственных и временных параметров излучения.

Научная новизна работы

1. Впервые экспериментально обосновано, что селективное испарение при лазерной абляции многокомпонентных сплавов (бронзы, дюрали, нержавеющие стали) является универсальным процессом, который приводит к нарушению пропорциональности соотношения элементов в плазме с их содержанием в мишени.

2. На основе установленных и не учитываемых ранее процессов селективного испарения при взаимодействии импульсного излучения с веществом разработан алгоритм коррекции спектров лазерной плазмы, который обеспечивает количественный анализ без стандартных образцов.

3. Выявлено кратное (до 2 раз) повышение чувствительности анализа в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы, возбуждаемой многомодовым пучком по сравнению с одномодовым при одинаковой энергии накачки лазера.

4. Обнаружено трехкратное увеличение интенсивности и контраста линий в спектре при переходе к возбуждению плазмы цугом пикосекундных импульсов вместо наносекундного импульса равной энергии.

Практическая ценность работы

Разработанный в работе алгоритм коррекции спектров плазмы при лазерной абляции в воздухе с учетом процесса селективного испарения обеспечивает экспрессный анализ объектов любого типа в любых условиях вне лаборатории. Алгоритм допускает количественное измерение состава образца за один лазерный импульс, так как не требуется предварительная градуировка по стандартным образцам, что особенно важно при определении состава подвижных мишеней (на конвейерной ленте и т.д.) или при дистанционном зондировании состава удаленных мишеней (с подвижной платформы).

Обнаружено и экспериментально исследовано влияние пространственных и временных параметров лазерного излучения на лазерную абляцию, свойства и аналитические возможности спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы при анализе примесей. Показано, что применение одномодового лазерного пучка позволяет повысить воспроизводимость спектров, в то время как предельная чувствительность анализа достигается при переходе в режим генерации многомодового пучка без увеличения энергопотребления от источника питания. Данный результат имеет большое практическое значение при разработке компактных систем анализа состава спектроскопией лазерно-индуцированной плазмы, установленных на беспилотных подвижных платформах, когда вмешательство оператора или повторное измерение в данной точке образца затруднено или исключено, например, при анализе состава породы на Марсе [9]. Для одномодового лазерного пучка применение двухимпульсного воздействия приводит не только к увеличению воспроизводимости, но и к улучшению

чувствительности определения примесей до 4 раз по сравнению с многомодовым пучком. Также следует отметить, что первый импульс проводит очистку поверхности, что уменьшает влияние поверхности (шероховатости, загрязнения) на свойства плазмы и результаты количественного анализа примесей.

Напротив, в условиях ограниченного энергетического ресурса, например, в бортовой версии анализа с коротких дистанций, выгоднее использовать всю энергию лазера, накопленную в объеме активного элемента, в многомодовом режиме возбуждения плазмы.

Предложен простой и эффективный метод переключения режима работы импульсного твердотельного лазера с активным модулятором добротности Поккельса из наносекундного в режим генерации цуга пикосекундных импульсов без изменения элементов резонатора лазера. Несомненное преимущество в выигрыше массы прибора и энергопотребления позволяет существенно упростить бортовой или мобильный лазерный комплекс, что весьма важно для бортовых анализаторов со сменными режимами генерации импульсов различной длительности. Повторное открывание модулятора Поккельса за одну вспышку лампы обеспечивает генерацию второго цуга пикосекундных импульсов с управляемым интервалом задержки, что может использоваться в экспериментах "накачка-зондирование" для изучения эволюции микросекундных релаксационных процессов.

Положения, выносимые на защиту

1. Взаимодействие наносекундных лазерных импульсов с многокомпонентными сплавами (бронзы, стали, алюминиевые сплавы) с образованием плазмы сопровождается явлением селективного испарения; при этом происходит обогащение пара компонентами с меньшими значениями температуры, теплоты плавления и парообразования.

2. Предложенный и экспериментально обоснованный механизм селективного испарения обеспечивает коррекцию эмиссионного спектра лазерной плазмы для прямого количественного анализа состава мишени без использования образцов сравнения.

3. Многомодовый пучок обеспечивает снижение предела обнаружения примесей в спектроскопии лазерной плазмы по сравнению с одномодовым пучком при одинаковой энергии накачки лазера.

4. Интенсивность и контраст линий в спектре лазерной плазмы, возбуждаемой цугом пикосекундных импульсов, возрастает по сравнению с воздействием наносекундным импульсом равной энергии.

Личный вклад диссертанта

Все результаты, представленные в работе, получены соискателем лично либо в соавторстве при его непосредственном участии.

Апробация результатов работы

Результаты работы по теме диссертации изложены в 15 научных публикациях (из них 1 глава в монографии, 6 статей в научных рецензируемых журналах из списка ВАК и 8 тезисов конференции).

Результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на Международной конференции Advanced Laser Technologies, ALT-07 (Леви, Финляндия, октябрь, 2007), Международной конференции Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS - 2008 (Берлин, Германия, октябрь, 2008), Международной конференции Euro-Mediterranean Symposium on Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Тиволи Терме, Италия, октябрь, 2009), Международной конференции International Conference on Lasers, Applications and Technologies (Казань, август, 2010), Международной конференции International Conference on Nonlinear Optics East -West Reunion (Суздаль, сентябрь, 2011), Euro Mediterranean Symposium on Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Измир, Турция, сентябрь 2011), International Conference on Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Луксор, Египет, октябрь 2012).

Публикации

Результаты, составляющие основу диссертации, представлены в 1 монографии, 6 статьях и 8 тезисах конференций, список которых приводится в конце автореферата.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из 4 глав, каждая из которых включает описание результатов и выводы. Общий объем диссертации составляет 166 страниц, включая 58 рисунков и 26 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 295 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цели и задачи работы, а также научная новизна и практическая значимость полученных результатов. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту, и приведен список работ.

Первая глава носит обзорный характер, в ней приводится анализ современного состояния взаимодействия лазерного излучения с веществом. Проводится обзор работ по лазерной абляции и спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы. Рассматриваются экспериментальное и теоретическое исследования влияния свойств лазерного излучения на процесс лазерной абляции, свойства лазерной плазмы и анализ состава мишени в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы. Проанализированы результаты, опубликованные в научной литературе, в которых проводилось сравнение влияния параметров лазерного пучка на лазерную абляцию и на свойства лазерной плазмы в разных приложениях.

В параграфе 1.1 сформулированы основные понятия и приводятся ключевые характеристики процесса абляции и свойств лазерной плазмы.

В параграфе 1.2 рассмотрен метод спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы, представлены его возможности и перспективы для проведения анализа любого типа образцов. Представлены типичные схемы возбуждения плазмы и регистрации ее спектров. Продемонстрированы возможности метода по экспрессному многоэлементному анализу состава образцов любого типа в любых условиях и проведено сравнение с другими методами элементного анализа состава вещества.

В параграфе 1.3 проведен литературный обзор лазерных источников, применяемых в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы. Рассмотрено влияние основных параметров лазерного излучения (длина волны, длительность и т.д.) на свойства лазерной плазмы и аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы. Приводится описание методик измерения и контроля основных параметров лазерного излучения, а также рассмотрены методики определения качества лазерного пучка, определяется параметр качества М2, приведен обзор литературы и классификация методов измерения параметров лазерного пучка.

Рассмотрен двухимпульсный метод спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы, обсуждается физический механизм увеличения контраста эмиссионного спектра плазмы. Приведены преимущества использования двухимпульсного метода для лазерной абляции и анализа состава мишени в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы.

Проведен обзор работ по влиянию профиля лазерного пучка на свойства плазмы и анализ состава по спектру плазмы.

В параграфе 1.4 проведен анализ работ по исследованию селективного испарения при лазерной абляции. Рассмотрены результаты, опубликованные в научной литературе, по измерению селективного испарения для разных лазерных источников (длина волны, длительность), разных образцов (сплавы черной металлургии, бронзы, цветные сплавы) и разных условий формирования лазерной плазмы. Рассмотрены основные механизмы образования лазерной плазмы и ее эволюции, а также факторы, отвечающие за селективное испарение компонентов при лазерной абляции. Приведены экспериментальные результаты для исследования селективного испарения в таких приложениях, как напыление тонких пленок, лазерный пробоотбор в методах элементного анализа и в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы.

Во второй главе представлена экспериментальная установка для спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы, приведены ее параметры в разных режимах работы лазера.

В параграфе 2.1 представлена схема экспериментальной установки, приведены основные технические характеристики используемого оборудования. Изучение влияния свойств лазерного излучения и селективного испарения на спектр лазерной плазмы и результаты элементного анализа в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы проводили на примере импульсного твердотельного лазера Nd:AHf с ламповой накачкой и модулятором добротности Поккельса (к = 1064, т = 10 не, Е - 1 - 280 мДж/имп, 1-10 Гц). Для увеличения выходной энергии импульсов лазера предусмотрен дополнительный оптический усилитель. Специально разработанный генератор высоковольтных импульсов для питания электрооптического модулятора добротности в режиме моно- или сдвоенных импульсов позволял получать цуг из двух наносекундных импульсов за одну вспышку лампы с управляемым интервалом между импульсами в диапазоне от 18 до 60 мкс. Переключение режимов генерации лазера (одномодовый и многомодовый) проводили, размещая диафрагму в лазерном резонаторе.

В параграфе 2.3 проведен обзор методов генерации пикосекундных импульсов и цугов пикосекундных импульсов для импульсных твердотельных лазеров. Рассмотрены основные параметры лазерного импульса и способы управления длительностью импульса. Проведен анализ литературы по лазерной абляции импульсами пикосекундной длительности. Приведены исследования влияния длительности и количества пикосекундных лазерных импульсов на свойства лазерной плазмы.

Предложен способ управления режимом генерации импульсного твердотельного Nd:AHr лазера с модулятором Поккельса из наносекундного импульса в режим цуга пикосекундных импульсов. Для измерения параметров лазера при генерации цуга пикосекундных импульсов дополнительно были добавлены скоростной фотодиод ЛФД2А (время отклика 500 пс), скоростной осциллограф Tektronix DPO 7254 (полоса пропускания 2.5 ГГц) и интерферометр Фабри-Перо. Исследовано влияние основных параметров лазера (степень

открытия затвора, задержка открытия затвора, уровень энергии накачки лазера и т.д.) на режим генерации цуга пикосекундных импульсов.

В параграфе 2.4 представлены характеристики поперечного профиля одномодового и многомодового лазерных пучков в разных режимах работы лазера.

В разделе 2.4.1 проведено сравнение флуктуации поперечного сечения одномодового и многомодового лазерных пучков в ближнем и дальнем поле. В одномодовом режиме работы лазера стабильность генерации и качество пучка значительно улучшаются, но это сопровождается уменьшением энергии более чем на порядок (14 раз) по сравнению с многомодовым пучком. Одномодовый и многомодовый пучки в фокальном пятне имеют разные характеристики: гауссов профиль с незначительными флуктуациями (<2%) для одномодового пучка и многопичковый профиль с нестабильными (до 17%) изменениями плотности энергии для многомодового пучка.

В разделе 2.4.2 проведено сравнение профиля одномодового и многомодового лазерных пучков без/при использовании оптического усилителя. Показано разнонаправленное влияние оптического усилителя на одномодовый и многомодовый лазерные пучки. Так стабильность профиля пучка для одномодового понижается, а для многомодового возрастает.

В разделе 2.4.3 проведено сравнение флуктуации поперечного сечения пучков при двухимпульсном режиме работы лазера в ближнем и дальнем поле.

В разделе 2.5 представлен обзор литературы по методам определения качества лазерного пучка. Приведены разные подходы для оценки качества лазерного пучка и представлены методики для определения параметра качества M согласно стандартам ГОСТ и ISO. Мониторинг поперечного профиля пучка и определение параметра качества M проводили с использованием ПЗС камеры (DragonFly2), установленной на подвижной платформе, и набора нейтральных светофильтров. Представлены результаты измерения параметра качества М2 для одномодового и многомодового пучков в разных режимах работы лазера.

В разделе 2.6 приводится детальное описание оптической схемы сбора излучения плазмы и системы регистрации спектров. Лазерный пучок фокусировали на поверхность мишени, при этом изображение лазерного факела проецировали с помощью кварцевой линзы на входную щель спектрографа в масштабе 1:1 ("ось" факела параллельно щели). В ряде случаев была использована оптическая схема сбора излучения лазерной плазмы с помощью оптического волокна, которая позволяет регистрировать спектр с усреднением по всему объему плазмы. Регистрацию спектров лазерной плазмы проводили с помощью спектрографа Andor Shamrock ЗОЗі (спектральный диапазон 180 - 2000 нм, разрешение 0.01 нм), оборудованного детектором на основе ПЗС матрицы с усилителем яркости Andor iStar (минимальная экспозиция 3 не, шаг задержки 0.3 не ). Опто-акустические измерения были проведены с использованием высокочувствительного микрофона и осциллографа Tektronix TDS2024. Синхронизацию

работы лазера и системы регистрации проводили с помощью генератора импульсов. Управление всей системой было осуществлено с персонального компьютера.

В разделе 2.7 представлены методики измерения профилей лазерных кратеров с помощью оптической микроскопии и интерферометрии белого света (2у§0 №\¥\Че\¥ 6200).

В разделе 2.8 описаны сертифицированные образцы, которые были выбраны для изучения влияния параметров лазерного излучения (профиль пучка, нано/пикосекундные импульсы) на свойства лазерной плазмы, результаты определения примесей в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы и проявление селективного испарения. Для изучения влияния параметров лазерного излучения были выбраны сплавы черной металлургии (примеси <2%) и нержавеющие стали (Бе, Сг 10-30%, N1 10-20%, примеси <5%), в связи с перспективой применения спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы для анализа примесей в образцах данного типа. Для исследования селективного испарения также применяли бронзы и алюминиевые сплавы. Перед проведением эксперимента для увеличения воспроизводимости лазерной абляции образцы были отполированы с помощью наждачной бумаги (Р2500) до размера шероховатостей менее 10 мкм.

В главе 3 представлены результаты исследования явления селективного испарения при лазерной абляции сплавов сложного состава.

В параграфе 3.1 рассмотрена модель селективного испарения при лазерном воздействии на многокомпонентные мишени. Толщина слоя прогрева мишени за время действия наносекундного импульса составляет ~1 мкм [1]. Диаметр пучка, как правило, имеет значительно большие размеры (>50 мкм), что позволяет работать в приближении плоского слоя. Пренебрегая потерей энергии за счет теплопроводности, запишем уравнение теплового баланса для чистого материала:

РА РА

Сsolid (Ттell ~ ^room ) + melt + Сliquid i^evap ~ ^mell ) + ^^е\ар + Сgas (Т ~ Teulp) ^

где rf [моль] - количество вещества испаренного материала; Eq [Дж] - энергия импульса; А - коэффициент эффективности поглощения лазерного излучения веществом; csond, ci,qu,d, cgas [Дж моль"1 К"1] - удельные теплоемкости вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии соответственно; Ттец [К] - температура плавления; Тг00т [К] - температура образца до воздействия лазера; AHmeil [Дж моль "'] - энтальпия плавления; Т^ар [К] - температура испарения; АНтар [Дж моль "'] - энтальпия испарения; Т [К] - температура, при которой произошел оптический пробой паров. Знаменатель в уравнении (1) для удобства записи совокупности термодинамических параметров обозначим через V.

Для образца сложного состава модифицированы уравнения теплового баланса, описывающие испарение многокомпонентной мишени при воздействии наносекундного

лазерного импульса. При лазерной абляции испарение материала мишени начинается при достижении температуры плавления Тте\г и заканчивается при оптическом пробое. В соответствии с этим (1) имеет вид:

(2)

s Е0А

rf = ——

Т

V melt /

Введенный параметр Т/Ттеи пропорционален времени испарения металла. Металл с более низкой температурой кипения и энергией парообразования начнет испаряться на ранних стадиях нагрева сплава. Температура, при которой происходит оптический пробой, зависит от свойств образца, внешних факторов (энергия ионизации, давление газа и т.д.) и свойств лазерного излучения (длина волны, величина плотности мощности, длительность импульса). Для сплава с различными компонентами (2) принимает вид:

(3)

П V, \Tn,el,J

ns

где n,s [моль] - количество вещества в твердой фазе, п = Z, п,. Величина —Е0А

п

соответствует той части энергии лазерного импульса, которая пошла на испарение /- го компонента. Для случая чистого металла п," = п и уравнение (3) преобразуется в выражение (1). Введем следующее обозначение для части выражения (3), в котором все термодинамические параметры относятся к /- ому компоненту, и обозначим его как коэффициент коррекции селективного испарения W, [Дж К / моль ]:

= ^i^i meh = (Ci_solid(Ti me/i — Тгдот) + АН,^теН + cl hqwd(Ti evap — TtJtKh) + АНt evap)Tl mell (4)

Показано, что соотношение компонентов в плазме отличается от соотношения компонентов в твердом образце и обратно пропорционально введенному коэффициенту коррекции.

с С с

s . s s / ^h /с\

n.:n.:nh=—— :-— :-— (5)

1 M,W, MjWJ MhWh

В параграфе 3.2 рассмотрен безэталонный метод определения элементного состава по спектру лазерной плазмы и обсуждается методика расчета состава по безэталонному методу для многокомпонентного образца с учетом и без учета коррекции селективного испарения согласно предложенному механизму. Приводятся результаты изучения селективного испарения для образцов четырехкомпонентных бронз, алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей. Обнаружено проявление селективного испарения, как в одноимпульсном, так и в двухимпульсном режиме для лазерной абляции бронз, которая сопровождается заметным обогащением цинком и свинцом в составе лазерной плазмы. Показано, что учет селективного испарения позволил получить правильные результаты концентрации цинка и свинца, которая

приближается к истинному значению. Для образцов алюминиевых сплавов и нержавеющей стали селективное испарение практически не проявляется, что связано с малым отличием тепло-физических констант компонентов (температуры и теплоты плавления и испарения).

В заключительном параграфе приведены основные результаты главы 3.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния параметров лазерного излучения на свойства лазерной плазмы и результаты анализа примесей в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы.

В параграфе 4.1 проведено исследование влияния поперечного профиля лазерного пучка на абляцию и свойства лазерной плазмы для одномодового и многомодового лазерных пучков. В разделе 4.1.1 представлены результаты исследования лазерных кратеров для одномодового и многомодового пучков. Одномодовый пучок формирует узкий и глубокий кратер с гладким профилем, в то время как многомодовый - широкий и неглубокий кратер с многочисленными шероховатостями микронного размера.

В разделе 4.1.2 проведено сравнение свойств лазерной плазмы стальных образцов для одномодового и многомодового пучка. Представлены спектры лазерной плазмы для одномодового и многомодового пучка в стробированном режиме регистрации и за все время свечения плазмы. Сравнение проводилось для трех вариантов: одномодовый пучок (ОП, 6 мДж/имп.), многомодовый пучок (МП, 83 мДж/имп.) и многомодовый, с энергией равной одномодовому пучку (МэО, 6 мДж/имп.). Для выбранных условий регистрации спектра (экспозиция 1 мкс, задержка 5 мкс) интенсивность основных линий в спектре была более чем в 200 раз больше для многомодового пучка по сравнению с одномодовым. За все время свечения лазерной плазмы интенсивности основных атомных и ионных линий для ОП и МП различались не более чем в 20 раз. Для МэО свечение плазмы регистрировали только в течение первых 5 мкс, поэтому интенсивность основных линий в спектре была на несколько порядков меньше.

Влияние профиля пучка на свойства лазерной плазмы было изучено по эволюции температуры и электронной плотности. Температуру плазмы рассчитывали по соотношению интенсивности атомных линий Ре I (в диапазоне 360-377 нм) с учетом их спектральных характеристик. Электронную плотность определяли по Штарковскому уширению линии Ре 1 538.3 нм. В первые моменты расширения лазерной плазмы для ОП температура и электронная плотность больше в 1.5 раза по сравнению с МП. В течение первых 5 мкс температура и электронная плотность уменьшаются и становятся равными для ОП и МП. Для случая МэО температура и электронная плотность была в 2 - 3 раза меньше, в то время как скорость остывания лазерной плазмы была значительно меньше. Увеличение температуры и электронной плотности для плазмы в случае ОП можно объяснить большим значением пиковой плотности энергии и меньшей испаренной массой, что приводит к более сильному разогреву плазмы во время действия лазерного импульса.

В разделе 4.1.3 проведено исследование влияния структуры лазерного пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы: воспроизводимость, точность анализа и пределы обнаружения для образцов сталей. Выявлено значительное улучшение стабильности лазерной абляции для одномодового пучка, в то время как воспроизводимость сигналов для многомодового пучка понижается с увеличением количества импульсов. Для объяснения наблюдающейся зависимости предложен механизм увеличения флуктуаций при лазерной абляции последовательными импульсами. Согласно этому механизму многомодовый пучок с флуктуирующим распределением интенсивности в поперечном сечении воздействует на поверхность мишени, в результате образуется кратер с невоспроизводимой шероховатостью поверхности. Следующий лазерный импульс с нестабильным распределением профиля пучка попадает на поверхность со случайно расположенными шероховатостями, и в результате фактическая плотность энергии на поверхности мишени будет все меньше воспроизводиться от импульса к импульсу, что приводит к понижению воспроизводимости условия лазерной абляции.

Для определения влияния структуры пучка на аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы были построены градуировочные графики. Существует два подхода для проведения анализа: метод сверления, при котором образец остается неподвижным и происходит образование глубокого лазерного кратера, и метод сканирования, при котором образец постоянно перемещается и каждый новый импульс попадает на новый участок поверхности. Первый метод позволяет проводить очистку поверхности, однако формирующийся кратер может сильно влиять на свойства лазерной плазмы. Второй подход позволяет увеличивать представительность отбора пробы за счет усреднения по большой площади поверхности, но сильнее проявляется влияние состояния поверхности (шероховатости, загрязнения).

Проведено сравнение воспроизводимости сигналов и чувствительности определения примесей при возбуждении плазмы на подвижной и неподвижной мишенях. Для многомодового пучка наилучший результат был получен при лазерной абляции в режиме сверления (неподвижная мишень). В то же время в режиме сканирования (подвижная мишень) для многомодового пучка не удалось получить концентрационных зависимостей сигналов для стальных образцов. Обнаруженная особенность обусловлена изменением соотношения испаренной массы с поверхности и из объема образца для одномодового и многомодового пучков. Поскольку лазерный кратер для многомодового пучка имеет больший диаметр при малой глубине, то основная часть материала мишени испаряется из поверхностного слоя и влияние поверхности возрастает.

Таким образом, в случае проведения анализа за одну вспышку лазера (подвижная мишень и т.д.) преимущественным является использование одномодового пучка.

Размеры плазмы и динамика разлета плазмы для одномодового и многомодового пучков значительно отличаются. Для сравнения аналитических возможностей были использованы разные оптические схемы сбора излучения плазмы: проецирование изображения плазмы на входную щель спектрографа (схема проецирования) и сбор излучения с помощью оптического волокна. Первая схема позволяет сканировать изображение плазмы вдоль входной щели спектрографа, тем самым можно регистрировать спектры различных областей плазмы. Вторая схема регистрирует излучение, усредненное по объему плазмы, что позволяет улучшить воспроизводимость сигналов.

Согласно полученным данным применение одномодового пучка приводит к улучшению воспроизводимости сигналов (относительное стандартное отклонение (ОСО) уменьшается) до трех раз по сравнению с многомодовым пучком. Пределы обнаружения для одномодового пучка также значительно (до 4 раз) ниже по сравнению с многомодовым пучком равной энергии. Полученный результат обусловлен как улучшением воспроизводимости процесса лазерной абляции, так и повышением температуры плазмы, которое приводит к увеличению интенсивности и лучшему соотношению сигнал-шум в спектре плазмы. Выявлено повышение чувствительности анализа в спектроскопии плазмы, возбуждаемой многомодовым пучком (83 мДж/имп.) по сравнению с одномодовым (6 мДж/имп.) при одинаковой энергии накачки лазера.

В параграфе 4.2 проведено сравнение лазерной абляции, свойств лазерной плазмы и аналитических возможностей спектроскопии плазмы при сглаживании интенсивности в поперечном сечении многомодового пучка после лазерного усилителя.

В параграфе 4.3 проведено сравнение лазерной абляции и свойств лазерной плазмы для одномодового и многомодового пучков при двухимпульсном режиме работы лазера.

В параграфе 4.4 представлены результаты изучения лазерной абляции и образования плазмы для разных временных профилей излучения: наносекундный импульс и цуг пикосекундных импульсов. Обнаружено трехкратное увеличение интенсивности атомных и ионных линий в спектре плазмы при ее возбуждении цугом пикосекундных импульсов по сравнению с наносекундным импульсом равной энергии. Измерена температура и электронная плотность плазмы при возбуждении импульсами разной длительности.

В заключении обсуждаются выводы по результатам диссертации

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Экспериментально показано, что селективное испарение при лазерной абляции является универсальным процессом, приводящим к нарушению соотношения элементов в плазме по сравнению с их содержанием в мишени (бронзы, дюрали, нержавеющие стали). Предложен и экспериментально обоснован физический механизм селективного испарения при лазерной абляции сплавов.

2. Предложен алгоритм расчета коэффициентов коррекции спектров плазмы для количественного элементного анализа состава без использования стандартных образцов.

3. Показано, что многомодовый пучок обеспечивает кратное (до 2 раз) улучшение предела обнаружения примесей в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы по сравнению с одномодовым при одинаковой энергии накачки лазера.

4. Обнаружено трехкратное увеличение интенсивности, контраста линий в спектре и длительности свечения плазмы, возбуждаемой цугом пикосекундных импульсов по сравнению с воздействием наносекундным импульсом равной энергии.

Список публикаций

Список публикаций по теме диссертации:

1) V.N. Lednev and S. М. Pershin, Plasma Stoichiometry Correction Method in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Laser Physics, 2008, V. 18, N 7, P. 850 - 854

2) V. Lednev, S. M. Pershin and A. F. Bunkin, Laser beam profile influence on LIBS analytical capabilities: single vs. multimode beam И J. Anal. At. Spectrom., 2010, V. 25, P. 1745 -1757

3) S. M. Pershin, V. N. Lednev, and A. F. Bunkin, Laser Ablation of Alloys: Selective Evaporation Model // Physics of Wave Phenomena, 2011 V. 19 (4) P. 261 - 274

4) T.A. Labutin, V.N. Lednev, A.M. Popov, "Prospectives of Laser-Induced Breakdown Spectrometry: More Sensitive, Precise and Flexible Analysis" p. 145-204 at "Laser-Induced Plasmas: Theory and Applications" ed. Ethan J. Hemsworth, Nova Publishers, 2011, p. 300

5) C.M. Першин, B.H. Леднев, Д.Е. Богаткин, T.A. Лабутин, А.Ф. Бункин, Физика селективного испарения компонентов при лазерной абляции нержавеющих сталей II Квантовая электроника, 2012, Т. 42, С. 605 - 611

6) V.N. Lednev, S.M. Pershin, E.D. Obraztsova, S.I. Kudryashov and A.F. Bunkin, Single-shot and single-spot measurement of laser ablation threshold for carbon nanotubes // Journal of Physics D: Applied Physics, 2013, V. 46, P. 052002

7) S.M. Pershin, V.N. Lednev, M.A. Davydov, V.K. Klinkov, A.F. Bunkin, Switching of the generation of nano/picosecond pulses in Nd:YAG laser with Pockels Q-switch // Bulletin of the Lebedev Physics Institute, 2013, vol. 40, P. 164-167

8) V.N. Lednev, S.M. Pershin, Standardless quantitative analysis of alloys by laser induced breakdown spectroscopy // International Conference Advanced Laser Technologies, Levi, Finland, September 3-7, 2007, Books of abstract, P. 175

9) V.N. Lednev, A.V. Gudilin, S.M. Pershin, A.F. Bunkin, Single and Multimode Laser Beam Influence on LIBS Analytical Capabilities // International Conference on Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Adlershof, Berlin, Germany, September 22-26, 2008, Books of abstract, P. 73

10) V.N. Lednev, S.M Pershin, Gaussian vs Multimode laser beam profile at LIBS analysis // Euro Mediterranean Symposium on Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Tivoli Terme, Rome, Italy, September 27 - October 1, 2009, Book of abstract, P. 82

11) V.N. Lednev, S.M. Pershin, Single and Multi Mode Laser Beam Profile Influence on Laser Induced Plasma Spectroscopy // Конференция Современный атомно-эмиссионный анализ и науки о земле, Россия, Иркутск, 20 июня -4 июля 2009, Тезисы конференции, с. 21

12) V.N. Lednev, S.M Pershin, Selective evaporation model for laser induced breakdown spectroscopy // International Conference Nonlinear Optics East-West Reunion, Suzdal, Russia, September 21 -23, 2011, Book of abstract, P. 25

13) V.N. Lednev, S.M Pershin, Double Pulse Laser Ablation with Gaussian and Multimode Beams // Euro Mediterranean Symposium on Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Izmir, Turkey, September 11 -15 , 2011, Book of abstract, P. 133

14) V.N. Lednev, Sergey M. Pershin, Alexey F. Bunkin, Laser beam profile Influence on LIBS analysis: Gaussian vs Multimode beams // International Conference on Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Luxor, Egypt, September 29 - October 4, 2012, Book of abstract, P. 40

15) B.H. Леднев, C.M. Першин, Влияние структуры лазерного пучка на метрологический характеристики спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы // Всероссийская конференция по аналитической спектроскопии с международным участием, Туапсе, Краснодар, Сентябрь 2329, 2012, Тезисы конференции, с. 129

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Леднев, Василий Николаевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Экспериментально показано, что селективное испарение при лазерной абляции является универсальным процессом, приводящим к нарушению соотношения элементов в плазме по сравнению с их содержанием в мишени (бронзы, дюрали, нержавеющие стали). Предложен и экспериментально обоснован физический механизм селективного испарения при лазерной абляции сплавов.

2. Предложен алгоритм расчета коэффициентов коррекции спектров плазмы для количественного элементного анализа состава без использования стандартных образцов.

3. Показано, что многомодовый пучок обеспечивает кратное (до 2 раз) улучшение предела обнаружения примесей в спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы по сравнению с одномодовым при одинаковой энергии накачки лазера.

4. Обнаружено трехкратное увеличение интенсивности, контраста линий в спектре и длительности свечения плазмы, возбуждаемой цугом пикосекундных импульсов по сравнению с воздействием наносекундным импульсом равной энергии.

Заключение

В диссертационной работе изучалось новое физическое явление селективного испарения при лазерной абляции конденсированных сред (на примере сплавов цветных и черных металлов) и степень его влияния на эволюцию эмиссионных спектров лазерной плазмы в воздухе в зависимости от параметров лазера: длительности и числа импульсов, а также модового состава пучков. Установлено, что учет этого явления расширяет понимание физики взаимодействия лазерного излучения с веществом и обеспечивает коррекцию спектра для количественного анализа состава образца по спектрам лазерной плазмы без эталонов сравнения, что позволяет проводить анализ без какой-либо предварительной информации об образце (например, при исследовании состава поверхности космических объектов).

В работе экспериментально обосновано, что селективное испарение при лазерной абляции многокомпонентных сред является универсальным процессом, который нарушает соотношение элементов в плазме по сравнению с исходным сплавом (бронзы, дюрали, нержавеющие стали). Установлено, что нарушение конгруэнтного испарения при лазерном воздействии на сплавы обусловлено отличием теплофизических параметров компонент образца и происходит на стадии «плавление-испарение».

Разработана феноменологическая модель селективного испарения при лазерной абляции, которая позволила рассчитать коэффициенты коррекции интенсивности линий в спектре плазмы. Коррекция интенсивности линий обеспечивает проведение количественного анализа состава образца даже за одну вспышку лазера. Прикладной аспект этого подхода очевиден, поскольку принципиально допускает дистанционный анализ состава мишени без какой-либо информации об образце (не нужны калибровочные образцы) в том числе с подвижной платформы.

Установлено, что предложенная модель и алгоритм коррекции спектра применимы как при абляции одним наносекундным импульсом Кс1:АИГ лазера, так и при двухимпульсном воздействии, при котором, как было установлено ранее, интенсивность линий плазмы увеличивается более чем на порядок.

Совокупность полученных результатов позволяют заключить, что предложенная модель не только расширяет представления о физике фундаментальных процессов взаимодействия лазерных импульсов с конденсированными средами, но также открывает новые возможности разработки и применения лазерных технологий в прикладных направлениях.

Показано, что поперечный профиль лазерного пучка сильно влияет на свойства лазерной плазмы и аналитические возможности спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы.

При возбуждении плазмы цугом пикосекундных импульсов обнаружено 3-х кратное увеличение интенсивности, контраста линий в спектре и длительности свечения плазмы относительно наносекундного импульса равной энергии. Разработан способ переключения генерации наносекундного и цуга пикосекундных импульсов в Ш:АИГ лазере с модулятором добротности Поккельса без изменения числа элементов и геометрии резонатора лазера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Леднев, Василий Николаевич, 2013 год

Список литературы

[1] Прохоров A.M., Конов В.И., Урсу И., Михэилеску И.Н., Взаимодействие лазерного излучения с металлами (М.: Наука, 1988,538 с.)

[2] Cremers D.A. and Radziemski L.J., Handbook of Laser Induced Spectroscopy (England: Wiley, 2006, 300 p.)

[3] Laser Induced Breakdown Spectroscopy ed. A. W. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter, Chambridge University Press., United Kingdom, Cambridge, 638 P., 2006

[4] G.P. Arumov, A.Yu. Bukharov, O.V. Kamenskaya, S.Yu. Kotyanin, V.A. Krivoschekov, A.N. Lyash, V.A. Nekhaenko, S.M. Pershin, A.V. Yuzgin, Effect of surface irradiation regime on emission spectrum of a laser pulse // Sov. Tech. Phys. Lett. - 1987 - V. 13, P. 362 - 363

[5] G P Arumov, A Yu Bukharov, V A Nekhaenko, S M Pershin, Double-pulse YAG:Nd3+ laser with a controllable delay in the 20 - 100 ns range // Sov. J. Quantum Electon. - 1988 - V. 18 (9), P. 1085 - 1086

[6] B.M. Гордиенко, M.C. Джиджоев, И.А. Жвания, И.А. Макаров, Увеличение выхода рентгеновских фотонов при двухимпульсном воздействии лазерным излучением на твердотельную мишень в воздухе // Квантовая электроника - 2007 - Т. 37, С. 599-600

[7] С.М. Першин, Нелинейный рост эффективности взаимодействия второго импульса с мишенью при возбуждении плазмы цугом импульсов Nd:YAG^a3epa // Квантовая электроника - 2009 - Т. 39 (1), С. 63-67

[8] С.М. Климентов, П.А. Пивоваров, В.И. Конов, Д. Брайтлинг, Ф. Даусингер, Лазерная микрообработка в газовой среде при высокой частоте повторения аблирующих импульсов // Квантовая электроника - 2004 - Т. 34, С. 537-540

[9] Wiens R., Maurice S., Barraclough В., Saccoccio M., Barkley W., Bell, III J., Bender S., Bernardin J., Blaney D., Blank J., Bouye M., Bridges N., Bultman N., Cais P., Clanton R., Clark В., Clegg S., Cousin A., The ChemCam instrument suite on the Mars Science Laboratory (MSL) rover: Body unit and combined system tests // Space science reviews - 2012 - V. 170, P. 167-227

[10] A. Ciucci, V. Palleschi, S. Rastelli, A. Salvetti, D.P. Singh and E. Tognoni, CF-LIBS: A new approach to LIPS spectra analysis // Laser and Particle Beams - 1999 - V. 17. P. 793 - 797

[11] Chrisey D.B. and Hubler G.K., Pulsed Laser Deposition of Thin Films (New York: Wiley, 1994, 650 p.)

[12] L.S. Parshina, O.A. Novodvorsky, V.Ya. Panchenko, O.D. Khramova, Ye.A. Cherebilo, A.A. Lotin, C. Wenzel, N. Trumpaicka, J.W. Bartha, Photoluminescence properties of thin nitrogen- and phosphorus-doped ZnO films fabricated using pulsed laser deposition // Laser Physics - 2011 - V. 21 (4), P. 790-795

[13] Phipps C., Laser ablation and its applications (New York: Springer, 2007, 588 p.)

[14] Е.М.Дианов, А.С.Коряковский, В.Ф.Лебедев, В.М.Марченко, А.М.Прохоров, Стационарный лазерный факел на кварцевом стекле // ЖТФ - 1991 - Т. 61, С. 90-96

[15] Pershin S.M., Colao F., Laser plasma emission spectrum corrected for the quantitative analysis of alloys // Tech. Phys. Lett. -2005 - V. 31, (9). P. 741-745

[16] Laser Ablation: Mechanisms and Applications (Lecture Notes in Physics, Vol. 389, Eds J С Miller, R F Haglund, Jr) (Berlin: Springer-Verlag, 1991)

[17] Laser Ablation for Materials Synthesis (MRS Symp. Proc., Vol. 191, Eds D С Paine, J С Bravman) (Pittsburgh, Pa.: Materials Res. Soc., 1990)

[18] Laser Ablation: Principles and Applications (Springer Series in Mater. Sci., Vol. 28, Ed. J С Miller) (Berlin: SpringerVerlag, 1994)

[19] С.И. Анисимов, Б.С. Лукъянчук, Избранные задачи теории лазерной абляции // Успехи физических наук -2002-Т. 127(3), С. 301 - 333

[20] Советский энциклопедический словарь 4-е изд., М. Сов. Энциклопедия, 1989

[21] F. Brech and L. Cross, Optical Microemission Stimulated by a Ruby MASER // Appl. Spectrosc. - 1962 - V. 16, P. 59-61

[22] E.N. Sobol. Phase Transformations and Ablation in Laser-Treated solids, Michigan Wiley, 1995, 332 p.

[23] R. Noll, Terms and notations for laser-induced breakdown spectroscopy // Anal. Bioanal. Chem. - 2006 - V. 385, P. 214-218

[24] Lorenzen, C.J., C. Carlhoff, U. Hahn and M. Jogwich, Applications of laser-induced emission spectral analysis for industrial process and quality control // J. Anal. At. Spectrom. - 1992 -V. 7, P. 1029-1035

[25] V. Hohreiter, A. J. Ball and D. W. Hahn, Effects of aerosols and laser cavity seeding on spectral and temporal stability of laser-induced plasmas: applications to LIBS // J.Anal.At.Spectr. - 2002 - V. 19, P. 1289-1293

[26] Eland, K.L., D.N. Stratis, T. Lai, M.A. Berg, S.R. Goode and S.M. Angel, Some comparisons of LIBS measurements using nanosecond and picosecond laser pulses // Appl. Spectrosc. - 2001 - V. 55, P. 279-285

[27] Eland, K.L., D.N. Stratis, D.M. Gold, S.R. Goode and S.M. Angel, Energy dependence of emission intensity and temperature in a LIBS plasma using femtosecond excitation // Appl. Spectrosc. - 2001 - V. 55, P. 286-291

[28] Scaffidi, J., J. Pender, W. Pearman, S.R. Goode, B.W. Colston Jr, J.C. Carter and S.M. Angel, Dual-pulse laser-induced breakdown spectroscopy with combinations of femtosecond and nanosecond laser pulses // Appl. Opt. - 2003 - V. 42, P. 6099-6106

[29] Zayhowski, J J., Passively Q-switched Nd:YAG microchip lasers and applications // J. Alloys Compd. - 2000 - V. 303-304, P. 393-400

[30] G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, P. Alberto Benedetti, F. Brioschi and F. Ferrario, Quantitative analysis of aluminium alloys by low-energy, high-repetition rate laser-induced breakdown spectroscopy // J. Anal. At. Spectrom. - 2006 - V. 21, P. 697-702

[31] J.-F.Y. Gravel, F.R. Doucet, P. Boucharda and Mohamad Sabsabi, Evaluation of a compact high power pulsed fiber laser source for laser-induced breakdown spectroscopy // J.Anal.At.Spectrom. - 2011 - V. 26, P. 1354

[32] B. N. Chichkov, C. Momma, S. Nolte, F. von Alvensleben, A. Tunnermann, Femtosecond, picosecond and nanosecond laser ablation of solids // Appl.Phys. A - 1996 V. 63, P. 109-115

[33] O. Barthelemy, J. Margot, M. Chaker, M. Sabsabi, F. Vidal, T.W. Johnston, S. Laville, B. Le Drogoff, Influence of the laser parameters on the space and time characteristics of an aluminum laser-induced plasma // Spectrochim. Acta B - 2005 -V.60, P. 905

[34] B. Le Drogoff, J. Margot, F. Vidal, S. Laville, M. Chaker, M. Sabsabi, T.W. Johnston and O. Barthelemy, Influence of the laser pulse duration on laser-produced plasma properties // Plasma Sources Sci. Technol. - 2004 - V. 13, P. 223

[35] Emmert L.A., R.C. Chinni, D.A. Cremers, C.R. Jones, and W. Rudolph, Comparative study of femtosecond and nanosecond laser-induced breakdown spectroscopy of depleted uranium // Appl. Opt. - 2011. - V. 50, P. 313-317

[36] J. Scaffidi, W. Pearman, J.C. Carter, B.W. Colston, and S.M. Angel, Temporal Dependence of the Enhancement of Material Removal in Femtosecond-Nanosecond Dual-Pulse Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Appl. Opt. - 2004 V. 43, P. 6492-6499

[37] L. M. Cabalin and J. J. Laserna, Experimental determination of laser induced breakdown thresholds of metals under nanosecond Q-switched laser operation // Spectrochim. Acta B - 1998 - V. 53, P. 723-730

[38] R.E.Russo, X.L.Mao, O.V.Borisov, and H.C.Liu, Infuence of wavelength on fractionation in laser ablation ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. - 2000 - V. 15, P. 1115-1120

[39] G. Abdellatif, H. Imam, A study of the laser plasma parameters at different laser wavelengths // Spectrochim. Act. B -2002-V. 57, P. 1155-1165

[40] Erica M. Cahoon and Jose R. Almirall, Wavelength dependence on the forensic analysis of glass by nanosecond 266 nm and 1064 nm laser induced breakdown spectroscopy // Appl.Opt. - 2010 - V. 49, P. C49-C57

[41] Russo R.E., Mao X.L., Liu C., Gonzalez J. Laser assisted plasma spectrochemistry: laser ablation // J. Anal. At. Spectrom. - 2004 - V. 19, № 9, P. 1084-1089

[42] Liu C., Mao X.L., Mao S.S., Greif R., Russo R.E. Particle Size Dependent Chemistry from Laser Ablation of Brass // Analytical Chemistry - 2005 - V. 77, № 20, P. 6687-6691

[43] A. Bogaerts, Z. Chen, Effect of laser parameters on laser ablation and laser-induced plasma formation: A numerical modeling investigation // Spectrochim. Acta. B - 2005 - V. 60, P. 1280-1297

[44] H. Bette, R. Noll, High-speed laser-induced breakdown spectrometry for scanning microanalysis // J. Phys. D Appl. Phys, 2004 - V. 37, P. 1281-1288

[45] H. H. Hopkins, Wave Theory of Aberrations (Oxford University, London. 1950)

[46] V. N. Mahajan, Aberration Theory Made Simple (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Bellingham, WA, 1991)

[47] S. A. Akhmanov, R. V. Khokhlov, and A. P. Sukhorukov, "Self-focusing, self-defocusing and self-modulation of laser beams," in Laser Handbook, F. T. Arecchi and E.O. Schulz-DuBois, eds. (North-Holland, Amsterdam, 1972), Vol. 2, Sect. E3,pp. 1185-1201.

[48] I. Miyamoto, "Analysis of thermally induced optical distortion in lens during focusing high power C02 laser beam," in C02 Lasers and Applications II, H. Opower, ed., Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1276, 112-121 (1990)

[49] J. R. Whinnery, D. T. Miller, and F. Dabby, Thermal convection and spherical aberration distortion of laser beams in low-loss liquids//Appl. Phys. Lett., 1968, V. 13, P. 284-286

[50] Звелто О., Принципы лазеров, 2008, Лань, Москва, С. 720

[51] Власов С.Н., Петрищев В.А., Таланов В.И. Усредненное описание волновых пучков в линейных и нелинейных средах//Изв. вузов. Сер. Радиофизика - 1971 - Т. 14, С. 1353

[52] А. Е. Siegman, in Solid State Lasers, edited by M. Inguscio and R. Wallenstein (Springer US, 1993), V. 317, P. 13-28

[53] A. E. Siegman, "How to (Maybe) Measure Laser Beam Quality," in DPSS (Diode Pumped Solid State) Lasers: Applications and Issues, M. Dowley, ed., V. 17 of OSA Trends in Optics and Photonics (Optical Society of America, 1998), paper MQ1

[54] A. E. Siegman, "New developments in laser resonators," in Optical Resonators, D. A. Holmes, ed., Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng., 1990, V. 1224, P. 2-14

[55] ISO Standard 11146-2:2005, "Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios"

[56] ГОСТ-Р ИСО 11146-2-2008 - Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 1. Стигматические (гомоцентрические) и слабоастигматические пучки

[57] ГОСТ Р ИСО 11146-2-2008 - Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 2. Астигматические пучки

[58] A. Potemkin and Е. Khazanov, Calculation of the laser-beam M 2 factor by the method of moments // Quantum Electronics - 2005 - V. 35, P. 1042-1044

[59] E. Perevezentsev, A. Poteomkin, and E. Khazanov, Comparison of phase-aberrated laser beam quality criteria // Appl. Opt. - 2007 - V. 46, P. 774-784

[60] Siegman A.E., Lasers, 1986, University Science Books, Sausalito, USA

[61] Chaleard C., Mauchien P., Andre N., Uebbing J., L. Lacour J., Geertsen C. Correction of Matrix Effects in Quantitative Elemental Analysis With Laser Ablation Optical Emission Spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. - 1997 - V. 12, P. 183-188

[62] M. Vadillo J., C. Garcia C., Palanco S., J. Laserna J. Nanometric range depth-resolved analysis of coated-steels using laser-induced breakdown spectrometry with a 308 nm collimated beam // J. Anal. At. Spectrom. - 1998 - V. 13, P. 793-797

[63] Mateo M.P., Vadillo J.M., Laserna J.J. Irradiance-dependent depth profiling of layered materials using laser-induced plasma spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. - 2001 -V. 16, P. 1317-1321

[64] Ctvrtnickova Т., Fortes F.J., Cabalin L.M., Laserna J.J. Optical Restriction of Plasma Emission Light for Nanometric Sampling Depth and Depth Profiling of Multilayered Metal Samples // Appl. Spectrosc. - 2007 - V. 61, P. 719-724

[65] St-Onge L. A mathematical framework for modeling the compositional depth profiles obtained by pulsed laser ablation//J. Anal. At. Spectrom.-2002- V. 17. №9, P. 1083-1089

[66] M. Guillong, I. Horn and D. Gunther, Capabilities of a homogenized 266 nm Nd:YAG laser ablation system for LA-ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. - 2002 - V. 17, P. 8-14

[67] Yip W. L., Cheung N. H. Analysis of aluminum alloys by resonance-enhanced laser-induced breakdown spectroscopy: How the beam profile of the ablation laser and the energy of the dye laser affect analytical performance // Spectrochim. Acta В - 2009 - V. 64, P. 315-322.

[68] J. Meister, C. Apel, R. Franzen and N. Gutknecht, Influence of the spatial beam profile on hard tissue ablation Part I: Multimode emitting Er:YAG lasers // Lasers in Medical Science - 2003 - V. 18 (2), P. 112-118

[69 Meister J., Franzen R., Apel C., Gutknecht N. Influence of the spatial beam profile on hard tissue ablation, Part II: pulse energy and energy density distribution in simple beams // Lasers in Medical Science - 2004 - V. 19. № 2. — P. 112118

[70] Wieger V., Strassl M., Wintner E. Pico-and microsecond laser ablation of dental restorative materials // Laser and Particle Beams. - 2006. - V. 24. -№. 01. - P. 41-45

[71] E. Papagiakoumou, D. N. Papadopoulos, M. G. Khabbaz, M. I. Makropoulou and A. A. Serafetinides, The influence of the Q-switched and free-running Er:YAG laser beam characteristics on the ablation of root canal dentine // Applied Surface Science - 2004 - V. 233 (1-4), P. 234-243

[72] J. E. Schoenly, W. Seka and P. Rechmann, Investigation into the optimum beam shape and fluence for selective ablation of dental calculus at X = 400 nm // Lasers in Surgery and Medicine - 2010 - V. 42 (1), P. 51-61

[73] Hoffnagle, J. A. and С. M. Jefferson Design and Performance of a Refractive Optical System that Converts a Gaussian to a Flattop Beam // Appl. Opt. - 2000 - V. 39(30), P. 5488-5499

[74] H. Fujiwara, К. E. Brown and D. D. Dlott, High-energy flat-top beams for laser launching using a Gaussian mirror // Appl. Opt. - 2010 - V. 49 (19), P. 3723-3731

[75] F. M. Dickey, Laser Beam Shaping // Opt. Photon. News - 2003 - V. 14 (4), P. 30-35

[76] l.D.L. Shealy and J. A. Hoffnagle, "Aspheric Optics for Laser Beam Shaping," in Encyclopedia of Optical Engineering, edited by Ron Driggers, DOI: Ю.1081/Е-ЕОЕ-120029768, ISBN: 0-8247-0940-3 (paper) 0-8247-0939-X (electronic), (Taylor & Francis, 2006)

[77] C.S.Ih, Absorption lens for producing uniform laser beams // Appl.Opt. - 1972 - V. 11, P. 694-695

[78] M.A.Karim, A.M.Hana, F.Hussain, S.Mustafa, Z.Samerid, and N.M.Zain, Realization of a uniform circular source using a two-dimensional binary-filter // Opt.Lett. - 1985 - V. 10, P. 470-471

[79] B.R. Frieden, Lossless conversion of a plane laser wave to a plane wave of uniform irradiance // Appl.Opt., 1965 - V. 4, P. 1400-1403

[80] W.Jiang, D.L.Shealy, and J.C.Martin, Design and testing of a refractive reshaping system, in Current Developments in Optical Design and Optical Engineering III, R.E. Fischerand W.J.Smith, eds. // Proc. SPIE - 1993 - V. 2000, P. 64-75

[81] D. Shafer, Gaussian to flat-top intensity distributing lens // Opt.Laser Technol. - 1982 - V. 14, P. 159-160

[82] C. Wang and D.L. Shealy, Design of gradient-index lens systems for laser beam reshaping // Appl.Opt. - 1993 - V. 32, P. 4763-4769

[83] K. Nemoto, T. Fujii, N. Goto, H. Takino, T. Kobayashi, N. Shibata, K. Yamamura, and Y. Mori, Laser beam intensity profile transformation with a fabricated mirror // Appl.Opt. - 1997 V. 36, P. 551-557

[84] Nie Y., Li X., Qi J., Ma H., Liao J., Yang J., Hu W. Hollow Gaussian beam generated by beam shaping with phase-only liquid crystal spatial light modulator // Optics & Laser Technology. 2012. V. 44. № 2. — P. 384-389

[85] Ma H.T., Zhao H.C., Zhou P., Wang X.L., Ma Y.X., Xu X.J., Liu Z.J. Adaptive conversion of multimode beam to near-diffraction-limited flattop beam based on dual-phase-only liquid-crystal spatial light modulators // Optics Express. 2010. V. 18. № 26. - P. 27723-27730

[86] M. Quintanilla and A.M. de Frutos, Holographic filter that transforms a Gaussian into a uniform beam // Appl.Opt. -1981 -V. 20, P. 879-880

[87] C.C. Aleksoff, K.K. Ellis, and B.D. Neagle, Holographic conversion of a Gaussian beam to a near-field uniform beam // Opt.Eng. - 1991 - V. 30, P. 537-543

[88] W.B. Veldcamp and C.J. Kastner, Beam profile shaping for laser radars that use detector arrays // Appl.Opt. - 1982 -V. 21, P. 345-356

[89] Y.F. Chen, Y.P. Lan, S.C.Wang, Generation of Laguerre-Gaussian modes in fiber-coupled laser diode end-pumped lasers // Appl. Phys. В - 2001 - V. 72, P. 167-170

[90] F. M. Dickey, S. C. Holswade, and D. L. Shealy, eds., Laser Beam Shaping Applications, 2005, CRC Press, P. 376

[91] D.A. Cremers, L.J. Radziemski, and T.R. Loree, Spectrochemical Analysis of Liquids Using the Laser Spark // Appl. Spectrosc.- 1984-V. 38, P. 721-728

[92] J. Scaffidi, M. Angel, David A. Cremers, Emission enhancement mechanism in dual-pulse LIBS // Anal. Chem. -2006-V. 78, P. 24-28

[93] V.I. Babushok, F.C. DeLucia Jr., J.L. Gottfried, C.A. Munson, A.W. Miziolek, Double pulse laser ablation and plasma: Laser induced breakdown spectroscopy signal enhancement // Spectrochim. Acta В - 2006 - V. 61, P. 999-1008

[94] E.H. Piepmeier and H. V. Malmstadt, Q-Switched laser energy absorption in the plume of an aluminum alloy // Anal. Chem. - 1969 - V. 41, P. 700-707

[95] W. E. Maher and R. B. Hall, Experimental study of effects from two laser pulses // J. Appl. Phys. - 1976 - V. 47, P. 2486-2493

[96] Конов В.И., Никитин П.И., Прохоров A.M. Пробой воздуха вблизи мишени двумя последовательными импульсами С02 -лазера. Магнитные поля. // Изв. АН СССР, сер.физич. - 1985 - Т. 49. №6. С.1208-1213

[97] Аполлонов В.В., Конов В.И.. Никитин П.И. и др. Плазмообразование под действием серии наносекундных импульсов С02 -лазера. // Письма в ЖТФ - 1985 - Т. 11(17). С.1034-1039

[98] S. M. Pershin, Physical mechanism of suppression of the emission of radiation by atmospheric gases in a plasma formed as a result of two-pulse irradiation of the surface // Sov. J Quantum. Electon. - 1989 - V. 19, P. 1618-1620

[99] S M Pershin and A Yu Bukharov, Enhancement of the contrast of laser plasma emission spectra accompanying two-pulse irradiation of a surface by neodymium laser radiation // Sov. J. Quantum. Electr. - 1992 - V. 22, P. 405-407

[100] S M Pershin and A Yu Bukharov, On enhancement of the contrast of laser plasma - emission spectra upon dual -pulse exposure of the surface to the neodymium laser radiation // Sov. J. Quantum. Electr. - 1992 - V. 19, P. 446-449

[101] J. Uebbing, J. Brust, W. Sdorra, F. Leis, and K. Niemax, Reheating of Laser-Produced Plasma by Second Pulse Laser //Appl. Spectr. - 1991 - V. 45, P. 1419-1420

[102] R. Sattmann, V Sturm and R Noll, Laser-induced breakdown spectroscopy of steel samples using multiple Q-switch Nd:YAG laser pulses // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1995 - V. 28, P. 2181-2187

[103] V. Sturm, L. Peter, and R. Noll, Steel Analysis with Laser-Induced Breakdown Spectrometry in the Vacuum Ultraviolet//Appl. Spectrosc. -2000- V. 54, P. 1275-1278

[104] L. Peter, V. Sturm, and R. Noll, Liquid Steel Analysis with Laser-Induced Breakdown Spectrometry in the Vacuum Ultraviolet // Appl. Opt. - 2003 - V. 42, P. 6199-6204

[105] R. Noll, H. Bette, A. Brysch, M. Kraushaar, I. Monch, L. Peter, V. Sturm , Laser-induced breakdown spectrometry -applications for production control and quality assurance in the steel industry // Spectrochim. Acta B - 2001 - V. 56, P. 637-639

[106] R. Noll, R. Sattmann, V. Sturm and S. Winkelmann, Space- and time-resolved dynamics of plasmas generated by laser double pulses interacting with metallic samples // J. Anal. At. Spectrom. - 2004 - V. 19, P. 419-428

[107] D. N. Stratis, K. L. Eland, and S. M. Angel, Dual-Pulse LIBS Using a Pre-ablation Spark for Enhanced Ablation and Emission // Appl. Spectrosc. - 2000 - V. 9, P. 1270-1276

[108] D.N. Stratis, K.L. Eland, and S.M. Angel, Enhancement of Aluminum, Titanium and Iron in Glass Using Pre-Ablation Spark Dual-Pulse LIBS // Appl. Spectrosc. - 2000 - v. 12, P. 1719-1726

[109] J. Scaffidi, J. Pender, W. Pearman, S. R. Goode, B. W. Colston, Jr., J. Chance Carter, and S. Michael Angel, Dualpulse laser-induced breakdown spectroscopy with combinations of femtosecond and nanosecond laser pulses // Appl. Opt. - 2003 - V. 42, P. 6099-6103

[110] D. N. Stratis, K. L. Eland, and S. M. Angel, Effect of Pulse Delay Time on a Pre-ablation Dual-Pulse LIBS Plasma // Appl. Spectrosc. -2001 - v. 55, P. 1297-1305

[111] J. Scaffidi, W. Pearman, M. Lawrence, J.C. Carter, B.W. Colston Jr., and S.M. Angel, Spatial and temporal dependence of interspark interactions in femtosecond-nanosecond dual-pulse laser-induced breakdown spectroscopy // Appl. Opt. - 2004 - V. 43, P. 5243-5247

[112] S.M. Angel, D.N. Stratis, K.L. Eland, T. Lai, M.A. Berg, D.M. Gold, LIBS using dual- and ultra-short laser pulses // Fresenius J Anal Chem. - 2001 - V. 369, P. 320-326

[113] J. Scaffidi, W. Pearman, J. C. Carter, B.W. Colston, Jr., S.M. Angel, Temporal Dependence of the Enhancement of Material Removal in Femtosecond-Nanosecond Dual-Pulse Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Appl. Opt. - 2004 -V. 49, P. 6492-6499

[114] A. Semerok, C. Dutouquet, Ultrashort double pulse laser ablation of metals // Thin Solid Films - 2004 - V. 501, P. 453-454

[115] P. Mukherjee, S. Chen, S. Witanachchi, Effect of initial plasma geometry and temperature on dynamic plume expansion in dual-laser ablation // Appl. Phys. Lett. - 1999 - V. 74, P. 1546-1549

[116] M. Oba, Y. Maruyama, K. Akaoka, M. Miyabe, I.Wakaida, Double-pulse LIBS of gadolinium oxide ablated by femto- and nano-second laser pulses // Appl Phys A - 2010 - V. 101, P. 545-547

[117] A. Santagata, D. Spera, G. Albano, R. Teghil, G. P. Parisi, A. De Bonis and P. Villani, Orthogonal fs/ns double-pulse libs for copper-based-alloy analysis // Appl. Phys. A - 2008 - V. 93, P. 929-932

[118] T.Y. Choi, D.J. Hwang, C.P. Grigoropoulos, Femtosecond laser induced ablation of crystalline silicon upon double beam irradiation // Appl. Surf. Sci. - 2002 - V. 197-198, P. 720-722

[119] G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, Influence of ambient pressure on laser-induced breakdown spectroscopy in the parallel double - pulse configuration // Spectrochim. Acta B - 2004 - V. 59, P. 1907-1912

[120] M. Corsi, G. Cristoforetti, M. Giuffrida, M. Hidalgo, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, C. Vallebona, Three-dimensional analysis of laser induced plasmas in single and double pulse configuration // Spectrochim. Acta B - 2004 - V. 59, P. 723-728

[121] P.A. Benedetti, G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, L. Pardini, A. Salvetti, E. Tognoni, Effect of laser pulse energies in laser induced breakdown spectroscopy in double-pulse configuration // Spectrochim. Acta B - 2005 - V. 60, P. 1392-1395

[122] G. Cristoforetti, S. Legnaioli, L. Pardini, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, Spectroscopic and shadowgraphic analysis of laser induced plasmas in orthogonal double pulse pre-ablation configuration // Spectrochim. Acta B - 2006 - V. 61, P. 340-35

[123] G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, Characterization of a collinear double pulse laser-induced plasma at several ambient gas pressures by spectrally- and time-resolved imaging // Appl. Phys. B - 2005 - V. 80, P. 559-561

[124] M. Corsi, G. Cristoforetti, M. Hidalgo, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, C. Vallebona, Double pulse calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy: a new tool for in-situ analysis of polluted soils // App. Geoc. - 2006 - V. 21, P. 748-751

[125] M.A. Ismail, G. Cristoforetti, S. Legnaioli, L. Pardini, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, M.A. Harith, Comparison of detection limits, for two metallic matrices, of laser-induced breakdown spectroscopy in the single and double-pulse configurations // Anal. Bioanal. Chem. - 2006 - V. 385, P. 316-320

[126] G Cristoforetti, G. Lorenzetti, PA Benedetti, E Tognoni, S Legnaioli, V Palleschi, Effect of laser parameters on plasma shielding in single and double pulse configurations during the ablation of an aluminium target // J. Appl. Phys. D -2009 - V. 42, P. 225207

[127] G. Cristoforetti, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, Effect of target composition on the emission enhancement observed in Double-Pulse Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Spectrochim. Acta B - 2008 - V. 63, P. 312-317

[128] C. Gautier, P. Fichet, D. Menut, J.-L. Lacour, D. L'Hermite, J. Dubessy, Main parameters influencing the doublepulse laser-induced breakdown spectroscopy in collinear beam geometry // Spectrochim. Acta B - 2005 - V. 60, P. 792799

[129] C. Gautier, P. Ficheta, D. Menuta, J.-L. Lacoura, D. L'Hermitea, J. Dubessy, Study of double-pulse setup with an orthogonal beam geometry for laser-induced breakdown spectroscopy // Spectrochim. Acta B - 2004 - V. 59, P. 975-981

[130] C. Gautier, P. Fichet, D. Menut, J. Dubessy, Applications of the double-pulse laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) in the collinear beam geometry to the elemental analysis of different materials // Spectrochim. Acta B - 2006 - V. 61, P. 210-214

[131] C. Gautier, P. Fichet, D. Menut, J-L. Lacour, D. L'Hermite, J Dubessy, Quantification of the intensity enhancements for the double-pulse laser-induced breakdown spectroscopy in the orthogonal beam geometry // Spectrochim. Acta B -2005 -V. 60, P. 265-271

[132] F. Colao, V. Lazic, R. Fantoni, S Pershin, A comparison of single and double pulse laser-induced breakdown spectroscopy of aluminum samples // Spectrochim. Acta Part B - 2002 - V. 57 (7), P. 1167-1171

[133] F. Colao, S Pershin, V. Lazic, R. Fantoni, Investigation of the mechanisms involved in formation and decay of laser-produced plasmas // Appl. Surf. Sci. - 2002 - V. 197, P. 207-210

[134] L. Caneve, F. Colao, R. Fantoni, R., Spizzichino V, Laser ablation of copper based alloys by single and double pulse laser induced breakdown spectroscopy // Appl. Phys. A - 2006 - V. 85, P. 151-155

[135] V Lazic, F Colao, R Fantoni, V Spizzicchino Recognition of archeological materials underwater by laser induced breakdown spectroscopy // Spectrochim. Acta B - 2005 - V. 60, P. 1014-1017

[136] St.-Onge, V. Detaile, M. Sabsabi, Enhanced laser-induced breakdown spectroscopy using the combination of fourth-harmonic and fundamental Nd:YAG laser pulses // Spectrochim. Acta B - 2002 - V. 57, P. 121-126

[137] L. St-Onge, M. Sabsabi, P. Cielo, Analysis of solids using laser-induced plasma spectroscopy in double-pulse mode // Spectrochim. Acta Part B - 1998 - V. 53, P. 407^}15

[138] V. Piscitelli, M.A. Martinez, A.J. Fernandez. J.J. Gonzalez, X.L. Mao and R.E. Russo, Double pulse laser induced breakdown spectroscopy: Experimental study of lead emission intensity dependence on the wavelengths and sample matrix // Spectrochim. Acta B - 2008 - V. 64, P. 147-154

[139] X. Mao, X. Zeng, S.-B. Wen. R. E. Russo, Time-resolved plasma properties for double pulsed laser-induced breakdown spectroscopy of silicon // Spectrochim. Acta B - 2005 - V. 60, P. 960-966

[140] Virendra N. Rai, Fang Yu Yueh, and Jagdish P. Singh, Theoretical model for double pulse laser-induced breakdown spectroscopy // Appl. Opt. - 2008 - V. 47, P. G30-G33

[141] A. Bogaerts, Z. Chen and D. Autrique, Double pulse laser ablation and laser induced breakdown spectroscopy: a modeling investigation // Spectrochim. Acta B - 2008 - V. 63, P. 746-755

[142] A. De Giacomo, M. Dell'Aglio, D. Bruno, R. Gaudiuso and O. De Pascale, Experimental and theoretical comparison of single-pulse and double-pulse laser induced breakdown spectroscopy on metallic samples // Spectrochim. Acta B - 2005

- V. 60, P. 975-985

[143] B. Wu, Y. Zhou, and A. Forsman Study of laser-plasma interaction using a physics-based model for understanding the physical mechanism of double-pulse effect in nanosecond laser ablation // Appl. Phys. Lett. - 2009 - V. 95, P. 251109

[144] G. Galbacs, V. Budavari and Z. Geretovszky, Multi-pulse laser-induced plasma spectroscopy using a single laser source and a compact spectrometer // J.Anal. At. Spectrom. - 2005 - V. 20, P. 974-980

[145] G. Galbacs, N. Jedlinszki, K. Herrera, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Study of Ablation, Spatial, and Temporal Characteristics of Laser-Induced Plasmas Generated by Multiple Collinear Pulses // Appl. Spectrosc. - 2010

- V. 64, P. 161-172

[146] G. Galbacs, N. Jedlinszki, G. Cseh, Z. Galbacs, and L. Turi, Accurate quantitative analysis of gold alloys using multipulse laser induced breakdown spectroscopy and a correlation-based calibration method // Spectrochim. Acta B - 2008 - V. 63, P. 591-597

[147] H. Balzer, M. Hoehne, V. Sturm, R. Noll, Online coating thickness measurement and depth profiling of zinc coated sheet steel by laser-induced breakdown spectroscopy // Spectrochim. Acta B - 2005 - V. 60, P. 1172-1178

[148] B.C. Windom, P.K. Diwakar, D.W. Hahn, Dual-pulse Laser Induced Breakdown Spectroscopy for analysis of gaseousand aerosol systems: Plasma-analyte interactions // Spectrochim. Acta B - 2006 - V. 61, P. 788-792

[149] M.E. Asgill, M.S. Brown, K. Frische, W.M. Roquemore, and D.W. Hahn, Double-pulse and single-pulse laser-induced breakdown spectroscopy for distinguishing between gaseous and particulate phase analytes // Appl. Opt. - 2010 -V. 49, P. CI 10-C112

[150] H. Lindner, J. Koch, and K. Niemax, Production of Ultrafine Particles by Nanosecond Laser Sampling Using Orthogonal Prepulse Laser Breakdown // Anal Chem. - 2005 - V. 77, P. 7528-7230

[151] M. Miclea, C.C. Garcia, I. Exius, H. Lindner, K. Niemax, Emission spectroscopic monitoring of particle composition, size and transport in laser ablation inductively coupled plasma spectrometry // Spectrochim. Acta B - 2006 - V. 61, P. 361367

[152] N. Jegenyes, Z. Toth, B. Hopp, J. Klebniczki, Z. Bor and C. Fotakis, Femtosecond pulsed laser deposition of diamond-like carbon films: The effect of double laser pulses // Appl. Surf. Sci. - 2006 - V. 252, P. 4667-4669

[153] M. Sivakumar, Bo Tan, and Krishnan Venkatakrishnan, Enhancement of silicon nanostructures generation using dual wavelength double pulse femtosecond laser under ambient condition // J. Appl. Phys. - 2010 - V. 107, P. 044307

[154] S. Suzuki, R. Sen, T. Tamaki, H. Kataura and Y. Achiba, Single-walled carbon nanotube formation with double laser vaporization technique // The European Physical Journal D - 2003 - V. 24 (1-3), P. 401-404

[155] P. Mukherjee, S. Chen, J.B. Cuff, P. Sakthivel, S. Witanachchi, Evidence for the physical basis and universality of the elimination of particulates using dual-laser ablation. 1. Dynamic time-resolved target melt studies, and film growth of Y203 and ZnO // J. Appl. Phys. - 2002 - V. 91, P. 1828-1836

[156] Pershin S.M., Nonlinear increase in the interaction efficiency of a second pulse with a target upon excitation of a plasma by a train of pulses from aNd : YAG laser // Quantum. Electr. - 2009 - V. 39 (1), P. 63-67

[157] G Cristoforetti, Legnaioli S, V Palleschi, E Tognoni, PA Benedetti, Crater drilling enhancement obtained in parallel non-collinear double-pulse laser ablation // Appl. Phys. A - 2010 - V. 98, P. 219-222

[158] S.M. Klimentov, S.V. Garnov, T.V. Kononenko, V.I. Konov, P.A. Pivovarov, F. Dausinger, High rate deep channel ablative formation by picosecond-nanosecond combined laser pulses // Appl. Phys. A - 1999 - V. 69, P. S633-636

[159] T.A. Labutin, V.N. Lednev, A.M. Popov, "Prospectives of Laser-Induced Breakdown Spectrometry: More Sensitive, Precise and Flexible Analysis" p. 145-204 at "'Laser-Induced Plasmas: Theory and Applications" ed. Ethan J. Hemsworth, Nova Publishers, 2011, p. 300

[160] D.K.. Killinger, S.D. Allen, R.D. Waterbury, C. Stefano, and E.L. Dottery, Enhancement of Nd:YAG LIBS emission of a remote target using a simultaneous C02 laser pulse // Opt. Express. - 2007 - V. 15, P. 12905

[161] A. Lobe, J. Vrenegor, R. Fleige, V. Sturm, and R. Noll, Laser-induced ablation of a steel sample in different ambient gases by use of collinear multiple laser pulses // Anal. Bioanal. Chem. - 2006 - V. 385, P. 326 - 332

[162] C. Hartmann, A. Gillner, U . Aydin, R. Noll, T. Fehr, C. Gehlen, and R. Poprawe, Investigation on laser micro ablation of metals using ns-multi-pulses // J. Phys., Conf. Series - 2007 - V. 59, P. 440-445

[163] E. Goulielmakis, М. Schultze, М. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Single-Cycle Nonlinear Optics // Science - 2008 -V. 320, P. 1614- 1617

[164] C. Nouvellon, C. Chaleard, J.L. Lacour, P. Mauchien, Stoichiometry study of laser produced plasma by optical emission spectroscopy // Appl. Surf. Sci. - 1999 - V. 138 - 139, P. 306 - 310

[165] F. Colao, R. Fantoni, V. Lazic, L. Caneve, A. Giardini and V. Spizzichino, LIBS as a diagnostic tool during the laser cleaning of copper based alloys: experimental results // J. Anal.At.Spectr. - 2004 - V. 19, P. 502 - 504

[166] E. Tognoni, G. Cristoforetti, S. Legnaioli and V. Palleschi, Calibration-Free Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: State of the art // Spectrochim. Actf В - 2010 - V.64. N 1, P. 1-14

[167] A. Ciucci, V. Palleschi, S. Rastelli, A. Salvetti, D.P. Singh and E. Tognoni, CF-LIBS: A new approach to LIPS spectra analysis // Laser and Particle Beams - 1999 - V. 17, P. 793 - 797

[168] Hahn D., Omenetto N. Laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), Part I: Review of basic diagnostics and plasma-particle interactions: Still-Challenging issues within the analytical plasma community // Appl. Spectrosc. - 2010 -V. 64, P. 335A-366A

[169] L. Dudragne, Ph. Adam, and J. Amouroux, Time-Resolved Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Application for Qualitative and Quantitative Detection of Fluorine, Chlorine, Sulfur, and Carbon in Air // Appl. Spectrosc. - 1998 - V. 52. N 10, P. 1321 - 1327

[170] M. Corsi, G. Cristoforetti, M. Hidalgo, S. Legnaioli, V. Palleschi, A. Salvetti, E. Tognoni, C. Vallebon, Double pulse calibration-free laser-induced breakdown spectroscopy: A new technique for in situ standard-less analysis of polluted soils // Appl. Geochem. - 2006 - V. 21, P. 748 - 755

[171] L. Fornarini, F. Colao, R. Fantoni, V. Lazic and V. Spizzicchino, Calibration analysis of bronze samples by nanosecond laser induced breakdown spectroscopy: A theoretical and experimental approach // Spectrochim. Acta B. -2005 -V. 60, P. 1186- 1201

[172] E.M. Дианов, С.В. Лаврищев, В.М. Марченко, В.М. Машинский, A.M. Прохоров, Синтез нанокомпозита Si02 методом лазерной дистилляции // Квант, электроника - 1996 - Т. 23 (12), С. 1105-1110

[173] В. Salle, J.-L. Lacour, P. Mauchien, P. Fichet, S. Maurice, G. Manhes, Comparative study of different methodologies for quantitative rock analysis by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy in a simulated Martian atmosphere // Spectrochim. Acta В - 2006 - V. 61, P. 301 - 313

[174] M. Guillong and D. Gunther, Effect of particle size distribution on ICP-induced elemental fractionation in laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. - 2002 - V. 17, P. 831-837

[175] X. Mao, W.T. Chan, and R. E. Russo, Influence of Sample Surface Condition on Chemical Analysis Using Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy // Appl. Spectrosc. - 1997 -V. 51, P. 1047 - 1054

[176] Jon M. Baldwin, Q-switch laser sampling of Copper-Zinc Alloys // Appl. Spectrosc. - 1970 - V. 24, 4, P. 429

[177] Russo R.E., Mao X.L., Liu C., Gonzalez J. Laser assisted plasma spectrochemistry: laser ablation // J. Anal. At. Spectrom. - 2004 - V. 19, P. 1084-1089

[178] Liu С., Mao X.L., Mao S.S., Zeng X., Greif R., Russo R.E. Nanosecond and femtosecond laser ablation of brass: particulate and ICPMS measurements // Anal. Chem. - 2004 - V. 76, P. 379-383

[179] Pershin S.M., Colao F., Spizzichino V. Quantitative analysis of bronze samples by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS): a new approach, model, and experiment // Laser Phys. - 2006 - V. 16, N 3, P. 455-467

[180] A. F. Turner, Vacuum Deposited Thin Films Using a Ruby Laser // Appl. Opt. - 1965 - V. 4, P. 147-148

[181] J. Schou, Physical aspects of the pulsed laser deposition technique: The stoichiometric transfer of material from target to film // Applied Surface Science. - 2009 - V. 255 (10), P. 5191-5198

[182] J.L. Vossen and W. Kern, Thin Film Processes, Academic, New York, 1979, 330 P.

[183] Cheung J.T., Sankur H. Growth of thin films by laser-induced evaporation // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. - 1988 - V. 15. № 1, P. 63-109

[184] Mao X.L., Russo R.E., Liu H.B.. Ho J.C. As-deposited Sb-doped Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-0 thin films prepared by pulsed laser deposition // Applied Physics Letters - 1990 - V. 57, № 24, P. 2591-2593

[185] Krebs H. U. et al. Structural properties of laser deposited metallic alloys and multilayers //Applied surface science. -1997-V. 109. P. 563-569.

[186] R.P. van Ingen. R.H.J. Fastenau, E.J. Mittemeijer, Laser ablation deposition of Cu - Ni and Ag - Ni films: Nonconservation of alloy composition and film microstructure // J. Appl. Phys. - 1994 - V. 76, P. 1871-1884

[187] H.-U. Krebs, O. Bremert, Y. Luo, S. Fahler and M. Stormer, Structure of laser-deposited metallic alloys and multilayers // Thin Solid Films - 1996 - V. 275 (1-2), P. 18-21

[188] M. Stormer and H.-U. Krebs, Structure of laser deposited metallic alloys // Journal of Applied Physics- 1995 - V. 78 (12), P. 7080-7087

[189] T. Yano, T. Ooze, M. Yoneda and M. Katsumura, Amorphous alloy films deposited by excimer laser ablation using sintered Ta-Ni targets // Journal of Materials Science Letters - 1996 - V. 15 (22), P. 1994-1996

[190] F. Antoni, E. Fogarassy, C. Fuchs, J.J. Grob, B. Prevot, J.P. Stoquert, Pulsed excimer laser deposition of Si[sub 1 -x]Ge[sub x] thin films // Appl. Phys. Lett. - 1995 - V. 67, P. 2072-2074

[191] C. B. Arnold and M. J. Aziz, Stoichiometry issues in pulsed-laser deposition of alloys grown from multicomponent targets // Applied Physics A: Materials Science & Processing - 1999 - V. 69 (7), P. S23-S27

[192] D. Dijkkamp, T. Venkatesan, X. D. Wu, S. A. Shaheen, N. Jisrawi, Y. H. Min-Lee, W. L. McLean and M. Croft, Preparation of Y-Ba-Cu oxide superconductor thin films using pulsed laser evaporation from high Tc bulk material, Applied Physics Letters - 1987 - V. 51 (8), p. 619-621

[193] R.K. Singh and J. Narayan, Pulsed-laser evaporation technique for deposition of thin films: Physics and theoretical model // Phys. Rev. B - 1990 - V. 41, P. 8843-8859

[194] T. Venkatesan, X. D. Wu, A. Inam and J. B. Wachtman, Observation of two distinct components during pulsed laser deposition of high T[sub c] superconducting films // Applied Physics Letters. - 1988 - V. 52 (14), P. 1193-1195

[195] S. Y. Lee, Q. X. Jia, W. A. Anderson, and D. T. Shaw, In situ laser deposition of superconducting YBa2Cu307-x thin films on GaAs substrates // J. Appl. Phys. - 1991 - V. 70, P. 7170

[196] P. Tiwari, S. M. Kanetkar, S. Sharan and J. Narayan, In situ single chamber laser processing of YBa[sub 2]Cu[sub 3]0[sub 7 - delta ] superconducting thin films on Si (100) with yttria-stabilized zirconia buffer layers // Applied Physics Letters - 1990 - V. 57 (15), P. 1578-1580

[197] S. Y. Lee, Q. X. Jia, W. A. Anderson and D. T. Shaw, In situ laser deposition of superconducting YBa[sub 2]Cu[sub 3]0[sub 7 - x] thin films on GaAs substrates//Journal of Applied Physics - 1991 -V. 70 (11), P. 7170-7172

[198] O. Auciello, A Critical review of laser ablation synthesis of high temperature superconducting films // Materials and Manufacturing Processes - 1991 - V. 6 (1), P. 33-52

[199] T. J. Jackson and S. B. Palmer, Oxide superconductor and magnetic metal thin film deposition by pulsed laser ablation: a review // Journal of Physics D: Applied Physics - 1994 - V. 27 (8), P. 1581-1594

[200] C. Belouet, Thin film growth by the pulsed laser assisted deposition technique // Applied Surface Science - 1996 -V. 96-98, P. 630-642

[201] E. van de Riet, J. C. S. Kools and J. Dieleman, Incongruent transfer in laser deposition of FeSiGaRu thin films // Journal of Applied Physics - 1993 - V. 73 (12), P. 8290-8296

[202] O. Auciello, L. Mantese, J. Duarte, X. Chen, S. H. Rou, A. I. Kingon, A. F. Schreiner and A. R. Krauss, Synthesis and characterization of Pb (Zr[sub x]Ti[sub 1 - x])0[sub 3] thin films produced by an automated laser ablation deposition technique//Journal of Applied Physics - 19993 - V. 73 (10), P. 5197-5207

[203] T. Ogawa. H. Kidoh, H. Yashima, A. Morimoto and T. Shimizu, Ferroelectricity of Lead-Zirconate-Titanate Thin Films Prepared by Laser Ablation // MRS Proceedings - 1991 - V. 243, P. 501

[204] P. Orgiani, R. Ciancio, A. Galdi, S. Amoruso and L. Maritato, Physical properties of La[sub 0.7]Ba[sub 0.3]MnO[sub 3 - delta] complex oxide thin films grown by pulsed laser deposition technique // Applied Physics Letters - 2010 - V. 96 (3), P. 032501-032503

[205] B. Dam, J. H. Rector, J. Johansson, J. Huijbregtse and D. G. De Groot, Mechanism of incongruent ablation of SrTi03 // Journal of Applied Physics - 1998 - V. 83 (6), P. 3386-3389

[206] G. Z. Liu, Q. Y. Lei and X. X. Xi. Stoichiometry of SrTiO[sub 3] films grown by pulsed laser deposition // Applied Physics Letters - 2012 - V. 100 (20), P. 202902-202903

[207] D.B. Chrisey, J.S. Horowitz, K..S. Grabowski. In Situ Growth of PbZrxTil-x03 Thin Films by Pulsed Laser Deposition // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - 1990 - V. 191, P. 25

[208] R. K. Singh, O. W. Holland and J. Narayan, Theoretical model for deposition of superconducting thin films using pulsed laser evaporation technique // Journal of Applied Physics - 1990 - V. 68 (1), P. 233-247

[209] H. M. Urbassek and D. Sibold, Gas-phase segregation effects in pulsed laser desorption from binary targets // Physical Review Letters - 1993 - V. 70 (12), P. 1886-1889

[210] H.-U. Krebs and O. Bremert, Pulsed laser deposition of thin metallic alloys // Applied Physics Letters - 1993 - V. 62 (19), P. 2341-2343

[211] R. P. van Ingen, R. H. J. Fastenau and E. J. Mittemeijer, Formation of crystalline Ag_{x}Ni_{l-x} solid solutions of unusually high supersaturation by laser ablation deposition // Physical Review Letters - 1994 -V. 72 (19), P. 3116-3119

[212] T. W. Trelenberg, L. N. Dinh, В. C. Stuart and M. Balooch, Femtosecond pulsed laser ablation of metal alloy and semiconductor targets // Applied Surface Science - 2004 - V. 229 (1^1), P. 268-274

[213] B. Dam, J. Rector, M. F. Chang, S. Kars, D. G. de Groot and R. Griessen, Laser ablation threshold of YBafsub 2]Cu[sub 3]0[sub 6 + x] // Applied Physics Letters - 1994 - V. 65 (12), P. 1581-1583

[214] J. Gonzalo, C. N. Afonso and J. Perriere, Influence of laser energy density on the plasma expansion dynamics and film stoichiometry during laser ablation of BiSrCaCuO // Journal of Applied Physics - 1996 - V. 79 (10), P. 8042-8046

[215] J. Suh, G. Sung and K. Kang, Effects of oxygen pressure and target-substrate distance on the density of particulates on pulsed laser deposited YBa2Cu307-x thin film surfaces // Journal of Materials Science Letters - 1995 - V. 14 (11), P. 832-836

[216] J. Gonzalo, C. N. Afonso, F. Vega, D. M. Garcia and J. Perrière, Plasma properties and stoichiometry of laser-deposited BiSrCaCuO thin films // Applied Surface Science - 1995 - V. 86 (1-4), P. 40-44

[217] M. C. Foote, R. P. Vasquez, В. B. Jones, B. D. Hunt and J. B. Barner, Composition of pulsed-laser-deposited Y-Ba-Cu-0 and Ba-K-Bi-0 thin films // Journal of Electronic Materials - 1994 - V. 23 (9), P. 849

[218] S. Wicklein, A. Sambri, S. Amoruso, X. Wang, R. Bruzzese, A. Koehl and R. Dittmann, Pulsed laser ablation of complex oxides: The role of congruent ablation and preferential scattering for the film stoichiometry // Applied Physics Letters - 2012 - V. 101 (13), P. 131601-131605

[219] J. F. Ready, Development of plume of material vaporized by giant pulse laser // Applied Physics Letters - 1963 - V. 3(1), P. 11-13

[220]Mao X.L., Mao S.S., Greif R., Russo R.E. Particle Size Dependent Chemistry from Laser Ablation of Brass // Analytical Chemistry - 2005 - V. 77, № 20, P. 6687-6691

[221] Russo R.E., Mao X.L., Borisov O.V., Liu H. Influence of wavelength on fractionation in laser ablation ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. - 2000 - V. 15, № 9, P. 1115-1120

[222] X. L. Mao, A. C. Ciocan and R. E. Russo, Preferential Vaporization during Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy // Appl. Spectrosc. - 1998 - V. 52 (7), P. 913-918

[223] Мао X., Russo R.E. Optimization and Calibration of Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry by Measuring Vertical Spatial Intensity Profiles // J. Anal. At. Spectrom. - 1997 - V. 12, № 2, P. 177-182

[224] Воронов B.B, Казакевич П.В., Симакин А.В., Шафеев Г.А., Внутренняя сегрегация наночастнц при лазерном облучении //Письма вЖЭТФ-2004-Т. 80, С. 811-817

[225] Т. Chan, X. L. Мао and R. E. Russo, Differential Vaporization during Laser Ablation/Deposition of Bi-Sr-Ca-Cu-0 Superconducting Materials // Appl. Spectrosc. - 1992 - V. 46 (6), P. 1025-1031

[226] Russo R.E., Mao X.L., Chan W.T., Bryant M.F., Kinard W.F. Laser ablation sampling with inductively coupled plasma atomic emission spectrometry for the analysis of prototypical glasses // J. Anal. At. Spectrom. - 1995 - V. 10, № 4, P. 295-301

[227] J. W. Carr and G. Horlick, Laser vaporization of solid metal samples into an inductively coupled plasma // Spectrochim. Acta В - 1982 - V. 37 (1), P. 1-15

[228] Eric R. Denoyer, Kenneth J. Fredeen, James W. Hager, Laser solid sampling for inductively coupled plasma mass spectrometry // Anal. Chem. - 1991 - V. 63 (8), P. 445A^57A

[229] Thomas A. Schmitz, Gerardo Gamez, Patrick D. Setz, Liang Zhu and Renato Zenobi, Towards Nanoscale Molecular Analysis at Atmospheric Pressure by a Near-Field Laser Ablation Ion Trap/Time-of-Flight Mass Spectrometer // Anal. Chem. - 2008 - V. 80 (17), P. 6537-6544

[230] Y. Huang, Y. Shibata, M. Morita, Micro laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry. 1. Instrumentation and performance of micro laser ablation system // Anal. Chem. - 1993 - V. 65 (21), P. 2999-3003

[231] E. F. Cromwell and P. Arrowsmith, Fractionation Effects in Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry//Appl. Spectrosc. - 1995 - V. 49 (11), P. 1652-1660

[232] Cromwell E.F., Arrowsmith P. Semiquantitative Analysis with Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry//Analytical Chemistry - 1995-V. 67. № 1, P. 131-138

[233] Mochizuki Т., Sakashita A., Tsuji Т., Iwata H., Ishibashi Y., Gunji N. Selective vaporization in laser ablation solid sampling for inductively coupled plasma atomic emission and mass spectrometry of steels // Analyt. Sci. - 1991 - V. 7, P. 479 - 481

[234] Russo R.E., Suen T.W., Bol'shakov A.A., Yoo J., Sorkhabi О., Мао X., Gonzalez J., Oropeza D., Zorba V. Laser plasma spectrochemistry // J. Anal. At. Spectrom. - 2011 - V. 26, № 8, P. 1596-1603

[235] J. Koch, A. von Bohlen, R. Hergenroder and K. Niemax, Particle size distributions and compositions of aerosols produced by near-IR femto- and nanosecond laser ablation of brass // J. Anal. At. Spectrom. - 2004 V. 19, P. 267-271

[236] C.C. Garcia, H. Lindner and K. Niemax, Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry—current shortcomings, practical suggestions for improving performance, and experiments to guide future development // J.Anal.Atomic.Spectrom. - 2009 - V. 24, P. 14-16

[237] C.C. Garcia, H. Lindner, A. von Bohlen, C. Vadlab and K. Niemax, Elemental fractionation and stoichiometric sampling in femtosecond laser ablation // J.Anal.Atomic.Spectrom. - 2008 - V. 23, P. 470

[238] H. Kuhn and D. Gunther, Elemental Fractionation Studies in Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry on Laser-Induced Brass Aerosols // Anal. Chem. - 2003 - V. 75, P. 747-753

[239] Koch J., Walle M., Dietiker R., Gunther D. Analysis of Laser-Produced Aerosols by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry: Transport Phenomena and Elemental Fractionation // Analytical Chemistry - 2008 - V. 80, № 4, P. 915-921

[240] Figg D., Kahr M.S. Elemental Fractionation of Glass Using Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry // Appl. Spectrosc. - 1997 - V. 51, № 8, P. 1185-1192

[241] C. Frei, J. Schenzel, F. Waibel and D. Gunther Stoichiometry of various Ag(In)SbTe phase change materials (PCMs) determined using LA-ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. - 2008 - V. 23, P. 217-222

[242] Ко J. В., Sdorra W., Niemax K. On the internal standardization in optical emission spectrometry of microplasmas produced by laser ablation of solid samples //Fresenius' Zeitschrift fur analytische Chemie. - 1989 - V. 335, №. 7, P. 648651

[243] Nouvellon C., Chaleard C., Lacour J.L., Stoichiometry study of laser produced plasma by optical emission spectroscopy //Applied surface science. - 1999 - V. 138, P. 306-310

[244] F. Colao, R. Fantoni, V. Lazic, L. Caneve, A. Giardinib and V. Spizzichino, LIBS as a diagnostic tool during the laser cleaning of copper based alloys: experimental results // J. Anal. At. Spectrom, 2003, V. 19, P. 502

[245] L. Fornarini, F. Colao, R. Fantoni, V. Lazic, V. Spizzicchino, Calibration analysis of bronze samples by nanosecond laser induced breakdown spectroscopy: A theoretical and experimental approach // Spectrochim. Acta В - 2005 - V. 60, P. 1186

[246] L. St-Onge, M. Sabsabi, and P. Cielo, Quantitative Analysis of Additives in Solid Zinc Alloys by Laser-induced Plasma Spectrometry // J.Anal.At.Spectrom. - 1997 - V. 12, P. 997

[247] V. Margetic, A. Pakulev, A. Stockhaus, M. Bolshov, K. Niemax, R. Hergenroder, A comparison of nanosecond and femtosecond laser-induced plasma spectroscopy of brass samples // Spectrochim. Acta В - 2000 - V. 55, P. 1771-1785

[248] D. N. Patel, P. K. Pandey, and R. K. Thareja, Stoichiometric investigations of laser-ablated brass plasma // Appl. Opt. - 2012 - V. 51, P. B192-B195

[249] D. Bleiner, Z. Chen, D. Autrique and A. Bogaerts, Role of laser-induced melting and vaporization of metals during 1CP-MS and LIBS analysis, investigated with computer simulations and experiments // J. Anal. At. Spectrom. - 2004 - V. 21, P. 910-921

[250] O.A. Bulgakova, N.M. Bulgakova, V.P. Zhukov, A model of nanosecond laser ablation of compound semiconductors accounting for non-congruent vaporization // Appl. Phys A - 2010 - V. 101, P. 52

[251] A. Ciucci, V. Palleschi, S. Rastelli, A. Salvetti, D. P. Singh, and E. Tognoni, II Nuovo Cimento - 1998 - V. 20 P. 1469

[252] Fox A. G., Li Т., Resonant modes in a maser interferometer // Bell Syst. Tech. J. - 1961. - V. 40. - №. 2, P. 453-488.

[253] Wolf E. Spatial coherence of resonant modes in a maser interferometer // Physics Letters. - 1963. - V. 3. - №. 4, P. 166-168

[254] П.Г. Крюков, Лазеры ультракоротких импульсов // Квант, электроника - 2001 - Т. 31 (2), С. 95-119

[255] Ultrashort Laser Pulses, Ed. Shapiro S, ed, (New York: Wiley), 1978, 395 P.

[256] Femtosecond Laser Pulses, Ed. Rulliere C, ed, (Berlin: Springer-Verlag), 1998, 442 P.

[257] Duguay M.A., Shapiro S.L., Rentzepis P.M. Spontaneous Appearance of Picosecond Pulses in Ruby and Nd: Glass Lasers // Physical Review Letters - 1967 - V. 19, № 18, P. 1014-1016

[258] Bass M., Woodward D., Observation of picosecond pulses from a Nd:YAG laser // Applied Physics Letters - 1968 -V. 12, №8, P. 275-277

[259] Fleck J.A., Jr., Emission of Pulse Trains by Q-Switched Lasers // Physical Review Letters - 1968 - V. 21, № 3, P. 131-133

[260] Fleck J.A., Jr. Ultrashort-Pulse Generation by Q-Switched Lasers // Physical Review В - 1970 - V. 1, № 1, P. 84-100

[261] Statz H., Bass M. Locking in Multimode Solid-State Lasers // Journal of Applied Physics - 1969 - V. 40, № 1, P. 377-383

[262] S.M. Pershin, V.N. Lednev, M.A. Davydov. V.K. Klinkov, A.F. Bunkin, Switching of the generation of nano/picosecond pulses in Nd:YAG laser with Pockels Q-switch // Bulletin of the Lebedev Physics Institute, 2013, V 40, P. 164-167

[263] Першин C.M. Арумов Г.П., Бухаров А.Ю., Нехаенко В.А., Одночастотный AMF:Nd -лазер с пассивной модуляцией добротности // Квант, электр. - 1987 - Т. 14, С. 1366 - 1369

[264] Крюков П.Г., Летохов B.C., Распространение импульса света в резонансно усиливающей (поглощающей) среде И УФН - 1969 - Т. 99, С. 169

[265] И. Херман, Б. Вильгельми, Лазеры сверхкоротких световых импульсов, М. Мир, 1986, 368 С.

[266] Т. V. Kononenko, V. I. Konov, S. V. Garnov, S. M. Klimentov and F. Dausinger, Dynamics of deep short pulse laser drilling: Ablative stages and light propagation // Laser Physics - 2001 - V. 11 (3), P. 343-351

[267] Y. A. Anan'ev, "Laser resonators and the beam divergence problem", Taylor and Francis, London 1992, 442 P.

[268] A. Siegman, Effects of small-scale phase perturbations on laser oscillator beam quality // IEEE J. Quantum Electron.

- 1977 - V. 13(5), P. 334-337

[269] V.N. Lednev, S.M. Pershin, E.D. Obraztsova, S.I. Kudryashov and A.F. Bunkin, Single-shot and single-spot measurement of laser ablation threshold for carbon nanotubes // Journal of Physics D: Applied Physics - 2013 - V. 46, P. 052002

[270] V.N. Lednev and S. M. Pershin, Plasma Stoichiometry Correction Method in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Laser Physics - 2008 - V. 18, N 7, P. 850 - 854

[271] S. M. Pershin, V. N. Lednev, and A. F. Bunkin, Laser Ablation of Alloys: Selective Evaporation Model // Physics of Wave Phenomena - 2011 - V. 19 (4), P. 261 - 274

[272] C.M. Першин, B.H. Леднев, Д.Е. Богаткин, T.A. Лабутин, А.Ф. Бункин, Физика селективного испарения компонентов при лазерной абляции нержавеющих сталей // Квантовая электроника - 2012 - Т. 42, С. 605 - 611

[273] L. Dudragne, Ph. Adam, and J. Amouroux, Time-Resolved Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Application for Qualitative and Quantitative Detection of Fluorine, Chlorine, Sulfur, and Carbon in Air // Appl. Spectrosc. - 1998 - V. 52 (10), P. 1321 - 1327

[274] Geertsen C., Briand A., Chartier F., Lacour J.-L., Mauchien P., Sjostrom S.,Mermet J.-M., Comparison between infrared and ultraviolet laser ablation at atmospheric pressure—implications for solid sampling inductively coupled plasma spectrometry //J. Anal. At. Spectrom. - 1994 - V. 9, P. 17-22

[275] Зельдович Я.Б., Ландау Л.Д., О соотношении между жидким и газообразным состоянием у металлов // ЖЭТФ

- 1944-Т. 14. С. 32.

[276] X. Хи, К. Song, Interface kinetics during pulsed laser ablation // Appl. Phys. A - 1999 - V. 69, P. S869-S873

[277] И.К. Кикион, А.П. Сенченков. Электропроводность и уравнение состояния ртути в области температур 0 -2000 и области давлений 200 - 5000 атмосфер // Физ. Металлов и Металловедение - 1967 - Т. 24, С. 843 - 858

[278] A.M. Prohorov, V.A. Batanov, F.V. Bunkin, V.B. Fedorov, Metal Evaporation Under Powerful Optical Radiation // IEEE Journal of Quantum Electronics - 1973 - V. 9. N 5, P. 503 - 510

[279] J. M. Fishburn, M. J. Withford. D. W. Coutts, and J. A. Piper, Method for Determination of the Volume of Material Ejected as Molten Droplets During Visible Nanosecond Ablation // Appl. Opt. - 2004 - V. 43, P. 6473 - 6476

[280] B. Salle, C. Chaleard, V. Detalle. J.L. Lacour. P. Mauchien, C. Nouvellon, A. Semerok, Laser ablation efficiency of metal samples with UV laser nanosecond pulses //Applied Surface Science - 1999 - V. 138-139, P. 302-305

[281] Aragon C, Aguilera J.A., Characterization of laser induced plasmas by optical emission spectroscopy: A review of experiments and methods // Spectrochim. Acta В - 2008 - V. 63, P. 893

mirror to evaluate self-absorption effects in laser induced breakdown spectroscopy // Spectrochim. Acta B, 2009 - V. 64, P. 702

[283] El Sherbini M., El Sherbini Th.M., Hegazy H., Cristoforetti G„ Legnaioli S., Palleschi V., Pardini L„ Salvetti A. and Tognoni E., Evaluation of self-absorption coefficients of aluminum emission lines in laser-induced breakdown spectroscopy measurements // Spectroch. Acta. B. - 2005 - V. 60, P. 1573

[284] Griem H.R., Plasma Spectroscopy (London: McGraw-Hill) 1964, 581 P.

[285] V. Lednev, S. M. Pershin and A. F. Bunkin, Laser beam profile influence on LIBS analytical capabilities: single vs. multimode beam // J. Anal. At. Spectrom. - 2010 - V. 25, P. 1745 - 1757

[286] T.A. Labutin, V.N. Lednev, A.M. Popov, "Prospectives of Laser-Induced Breakdown Spectrometry: More Sensitive, Precise and Flexible Analysis" at "Laser-Induced Plasmas: Theory and Applications" ed. Ethan J. Hemsworth, Nova Publishers, 2011, P. 601

[287] S. Freudenstein and J. Copper, Stark Broadening of Fe I 5383 A // Astronomy and Astrophysics, 1979, V. 71, P. 283288

[288] Yu. Ralchenko, A. E. Kramida, J. Reader, and NIST ASD Team (2008). NIST Atomic Spectra Database (version 3.1.5). Available: http://physics.nist.gov/asd3. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD

[289] Kurucz Atomic Line Database, 1995 Atomic Line Data (R. L. Kurucz and B. Bell) Kurucz CD-ROM No. 23. Cambridge

[290] 1UPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997)

[291] V.N. Lednev, S.M. Pershin, Single and Multi Mode Laser Beam Profile Influence on Laser Induced Plasma Spectroscopy // Конференция Современный атомно-эмиссионный анализ и науки о земле, Россия, Иркутск, 20 июня -4 июля 2009, Тезисы конференции, С. 21

[292] В.Н. Леднев, С.М. Першин, Влияние структуры лазерного пучка на метрологический характеристики спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы // Всероссийская конференция по аналитической спектроскопии с международным участием, Туапсе, Краснодар, Сентябрь 23-29, 2012, Тезисы конференции, С. 129

[293] V.N. Lednev, S.M. Pershin, A.F. Bunkin, Laser beam profile Influence on LIBS analysis: Gaussian vs Multimode beams // International Conference on Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Luxor, Egypt, September 29 - October 4, 2012, Book of abstract, P. 40

[294] J.M. Fishburn, M.J. Withford, D.W. Coutts, and J.A. Piper, Method for Determination of the Volume of Material Ejected as Molten Droplets During Visible Nanosecond Ablation // Appl. Opt. - 2004 - V. 43, P. 6473-6476

[295] J.M. Fishburn, M.J. Withford, D.W. Coutts, J.A. Piper, Study of the interplay of vaporisation, melt displacement and melt ejection mechanisms under multiple pulse irradiation of metals // Appl. Surf. Sci. - 2006 - V. 253, P. 662