Spectromètres désorption laser / ionisation laser / TOF-MS
Le groupe ANATRAC dispose actuellement de deux spectromètres de masse à temps de vol (JORDAN TOF, USA) équipés de reflectrons, pour les études de désorption laser couplée à l’ionisation laser. Un de ces spectromètres est mobile, pouvant être déplacé facilement, notamment pour des campagnes d’expériences sur la chaîne femto/picoseconde du laboratoire ou de prélèvement dans des flammes de laboratoire.
Principe
L’analyse d’échantillons en phase condensée sur ces spectromètres a lieu en trois étapes :
1. Désorption/ablation (passage en phase gazeuse) par laser impulsionnel ns/ps/fs
Dans certains cas, pour un meilleur couplage de l’énergie, la longueur d’onde du laser (accordable) peut être amené en résonnance avec une bande d’absorption intense de l’échantillon étudié. On parle alors de désorption laser résonnante (e.g. désorption de la glace par OPO ns à 3.1 µm-stretching O-H)
2. Ionisation des produits désorbés
La "plume" d’ablation est interceptée à 90° par une source UV (ns) qui réalise l’ionisation mono-photonique (cellule de Xénon–118 nm, laser à excimère F2–157 nm) ou multi-photonique de (certains de) ses constituants. Dans le second cas, la sensibilité de la méthode se trouve grandement améliorée si les photons d’ionisation (issus d’un laser accordable-à colorant ou OPO) sont en résonnance avec une transition permise de la molécule à étudier. On parle dans ce cas de technique REMPI (Resonance Enhanced Multi-Photon Ionisation)
3. Séparation en masse par analyseur à temps de vol + réflectron
Les particules ionisées sont accélérées par des champs électriques. Leur vitesse dépend de la masse. En mesurant le "temps de vol" (de la zone d’accélération jusqu’au détecteur) on peut déterminer la masse. Le réflectron est un miroir électrostatique qui sert à améliorer la résolution en masse (de l’ordre de 1000 pour ces spectromètres).
Schéma de principe LD/REMPI/TOF-MS
Instrument n°1 : LD/LI/TOF-MS
Instrument n°2 : LD/LI/TOF-MS
- Ces expériences ont conduit à la constitution et au développement d’une véritable plateforme laser multi-longueurs d’onde au sein du CERLA permettant d’avoir accès à des rayonnements de l’ultraviolet du vide (VUV) à l’infrarouge moyen (MIR). Cette plateforme intègre les sources suivantes :lasers Nd:YAG Continuum Powerlite, Surelite, Minilite et Quantel Brilliant (1064, 532, 355 et 266 nm disponibles)
- OPO IR
- OPO Panther (195-2800 nm)
- laser à colorant Continuum ND6000 (420-740 nm) et module de doublage de fréquence Continuum UVX
- laser à excimère F2Coherent ExciStar XS 200 (157 nm)
- source cohérente à 118 nm (mélange à 4 ondes dans une cellule de Xénon à partir du faisceau à 355 nm issu d’un laser Nd : YAG)