Funktionsprinzip der Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS)

Die Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS) ist ein optisches Analyseverfahren zur Bestimmung der Elementzusammensetzung von Materialien. Ein kurzer, hochenergetischer Laserimpuls wird auf die Oberfläche der Probe fokussiert. Dabei entsteht durch die extreme Energieeinwirkung ein heißes Plasma, das Licht im Bereich des UV-, sichtbaren und nahen Infrarotspektrums emittiert.

Dieses emittierte Licht enthält charakteristische Spektrallinien der im Material enthaltenen Elemente. Über eine spezielle Optik und eine Lichtleitfaser wird das Licht in ein Spektrometer geleitet, das die spektrale Signatur analysiert. So kann die qualitative und quantitative Zusammensetzung der Probe in Echtzeit bestimmt werden – ohne aufwändige Probenvorbereitung.

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

Fundamentals and Applications

Book Title
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
Publisher
Springer Cham
Hardcover ISBN
978-3-031-85369-2
Due: 07 August 2025
Edition Number
2

Book Subtitle
Fundamentals and Applications
eBook Packages
Physics and Astronomy, Physics and Astronomy (R0)
Softcover ISBN
978-3-031-85372-2
Due: 07 August 2026
Number of Pages
XII, 785

Authors
Reinhard Noll
Copyright Information
The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2025
eBook ISBN
978-3-031-85370-8
Due: 07 August 2025
Number of Illustrations
412 b/w illustrations, 114 illustrations in colour

📖 Über dieses Buch

Dieses Buch bietet eine umfassende Darstellung der Grundlagen, Prozessparameter, Geräte und Anwendungen der Laser-Emissionsspektrometrie (LIBS). Es beschreibt die Wechselwirkungen zwischen fokussierter Laserstrahlung und dem Messobjekt, insbesondere die Auswirkungen mehrerer Pulse auf Materialabtrag, Plasmadynamik und Emission. Diese Erkenntnisse bilden die Basis für eine quantitative Multielementanalyse in Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen.

Die zweite, erweiterte Auflage enthält zahlreiche Neuerungen und Einblicke in moderne Anwendungen: von der Bulk-Analyse unterschiedlicher Materialien über ortsaufgelöste Elementbildgebung bis hin zur chemischen Identifikation bewegter Objekte. Auch Messungen über große Abstände an Objekten in verschiedenen Aggregatzuständen werden behandelt.

Das Buch beschreibt verschiedene LIBS-Systeme – von Laboreinrichtungen über Inline-Messtechnik in der Industrie bis zu mobilen Messsystemen, die Messobjekte in kleinen oder großen Messabständen analysieren. Anhand praktischer Beispiele und Fallstudien wird der industrielle Nutzen von LIBS für Prozesskontrolle und Qualitätssicherung veranschaulicht.

Die zweite Auflage richtet sich an Wissenschaftler, Ingenieure und Studierende. Sie vermittelt fundiertes physikalisches Wissen über LIBS und kombiniert dieses mit aktuellen Entwicklungen aus der industriellen Praxis.

Enthalten: 524 Abbildungen, 110 Tabellen, 1085 Literaturverweise.

👤 Über den Autor

Prof. Dr. Reinhard Noll studierte Physik an der Technischen Hochschule Darmstadt (heute TU Darmstadt), wo er 1980 sein Diplom und 1984 seine Promotion abschloss. Als Pionier der Lasertechnologie war er 1985 Mitgründer des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) in Aachen. Dort leitete er die Abteilung für Lasermesstechnik und war später Bereichsleiter für Messtechnik und EUV-Quellen sowie Mitglied der Institutsleitung.

Im Jahr 2012 habilitierte sich Prof. Noll an der RWTH Aachen im Bereich der Laser-Emissionsspektrometrie (LIBS) und erhielt die Venia Legendi für „Lasermesstechnik zur Inline-Prozessdiagnostik“. Seit 2017 ist er außerplanmäßiger Professor an der RWTH Aachen. 2021 wurde er mit dem International LIBS Summit Award für seine Arbeiten zur Quantifizierung mittels LIBS ausgezeichnet.

Seit 2022 leitet Prof. Noll die Forschung und Entwicklung der Laser Analytical Systems & Automation GmbH. Mit 196 wissenschaftlichen Veröffentlichungen, 5 Büchern und 40 Patenten zählt er zu den führenden Köpfen seines Fachgebiets. Neben seiner akademischen Tätigkeit ist er Mitgründer zweier Unternehmen, aktives Mitglied in wissenschaftlichen Komitees internationaler LIBS-Konferenzen sowie Gutachter für Fachzeitschriften und EU-Forschungsprojekte. Er ist Mitglied der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.