The article describes automation of 2-dimensional surface analysis in the aparature for laser spectroscopy (LIBS). Such analysis give us 2D map of presented chemical elements. The main part is dedicated to algorithm choosing suitable for evaluation of the image sharpness. Digital camera and ablation laser share the same focusing optics, so knowing the exact image sharpness it is possible to set sample object to focal plane. There are theoretically described and experimentaly tested different kinds of methods how to obtain a relative sharpness number: gradient based method and methods working in frequency domain. Digital noise phenomenon is also discussed. As an output a selection of suitable method has been made with respect to its speed, accuracy and durability against digital noise. and Článek popisuje řešení automatizace dvourozměrné povrchové analýzy v zařízení pro laserovou spektroskopii (LIBS), jejímž výsledkem je 2D mapa přítomnosti chemických prvků. Hlavní část je věnována výběru algoritmu pro opětovné nastavení mapovaného vzorku do ohniskové roviny objektivu, který zároveň slouží k fokusaci laserového svazku. Děje se tak pomocí analýzy ostrosti snímku vzorku. Teoreticky jsou rozebrány a experimentálně otestovány různé metody vyhodno cení ostrosti snímku, a to metoda gradientní a metody pracující s frekvenčním spektrem obrazu. Článek se zabývá také problematikou filtrace digitálního šumu. Výstupem je volba vhodného algoritmu s ohledem na rychlost, přesnost a odolnost vůči digitálnímu šumu.
Lase Induced Brakdown Spectroscopy (LIBS) and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) were utilized for microspatian nallyses of a fossil bear (Ursus arctos) tooth dentine. The distribution of selected trace elemnts (Sr, Ba, Fe) was measured on a 26 mm x 15 mm large and 3 mm thick transversal cross section of canine tooth, The Na and Mg content together with the distribution of matrix elemnts (Ca, P) was aslo monitored within this area. It is shown that LIBS, similarly to LA-ICP-MS can be successfully utilized for fast, spatially-resolved analysis of fossi teeth samples. Rate of Sr and Ca, Sr and Ba tracers were recognized and it is possible to say, thet these elemnts are changing its concentration in according to the seasonal increments of dentine. The concetration is lower in winter, when the bear is in his hibernation, contrary to summe, which is affuent for its substances. Secondly,concentration of Sr. shows us a seasonal migration between the place of hibernating and territory where bear searched for feed. From measurement of concentrations it is possible to claim, that the bear was hunted in his season of searching for feed, when he was ensuring his fat reserfe for winter. From archaeological pint of iew, on the base of these measurements it was possible to reconstract the ehtology of the fossil brown bear, i.e the nutrition, health and migration., Miriam Nývltová Fišáková ... [et al.]., and Obsahuje seznam literatury
The paper deals with selected application of X-ray microradiography and microtomography for imaging of the inner structure of 2D or 3D objects with high planar or spatial resolution, respectively. Special techniques of imaging that utilize phase contrast and dual-energy microradiography and microtomography are described. and V článku jsou prezentovány možnosti aplikace rentgenové mikroradiografie a mikrotomografie pro zobrazování vnitřní struktury 2D, resp. 3D objektů s vysokým plošným, resp. prostorovým rozlišením. Jsou popsány speciální techniky zobrazení využívající fázového kontrastu a dvouenergetické mikroradiografie a mikrotomografie.
The article presents abilities of X-ray computed tomography to display internal structure of the electronic components. Tomographic measurements were performed on the speed sensor which operates on the principle of Hall probes. Examined layer with electronics inside the sensor had a thickness in the order of micrometers. Special nanoCT and the latest industrial micro-CT system ware used for visualisation of this layer. Feasibility of tomographic measurements with high resolution shows the requirements for preparation of a sample for such analyzes and the results which demonstrate the resolution of both the system. and Článek prezentuje schopnosti rentgenové počítačové tomografie zobrazení vnitřní struktury elektronických součástek. Tomografická měření byla provedena na snímači otáček fungujícím na principu Hallovy sondy. Zkoumána vrstva s elektronikou ve snímači měla tloušťku v řádu jednotek mikrometrů. K zobrazení této vrstvy byl použit speciální nanoCT systém a nejmodernější průmyslový mikroCT systém. Provedené měření s vysokým rozlišením ukazuje požadavky na úpravu vzorku pro takové analýzy a výsledky demonstrují rozlišovací schopnosti obou systémů.
Historie spektroskopie laserem buzeného plazmatu se začíná psát již rokem 1962, tedy zanedlouho po zkonstruování prvního laseru. V tomto roce byla tato technika atomové emisní spektrometrie s novým typem buzení poprvé popsána. Rozvoji ovšem bránila nedostupnost vysoce výkonných pulsních laserů, takže praktické práce se objevují až o více než dvacet let později. Od té doby počet aplikací i publikací v odborných časopisech neustále roste, což ukazuje, že se jedná o metodu velice populární a perspektivní., Karel Novotný, Jozef Kaiser, Aleš Hrdlička, Radomír Malina, Tomáš Vémola, David Prochazka, Jan Novotný, Viktor Kanický., and Obsahuje bibliografii
The article aims at identifying the origin of voids left by burnt-out organic material within the ceramic paste of Neolithic pottery from the Czech Republic territory. In methodological terms, an experimental reference collection was created and compared with the original early Neolithic pottery from the sites of Bylany by Kutná Hora and Těšetice-Kyjovice. The key analytical procedure consisted in non-destructive 3D microtomography (uCT) analysis, which is especially well suited for the study of the internal spatial organization of voids and temper. It allows to determine whether it is possible to define different manufacturing techniques employed for vessel construction on the basis of internal distribution of voids. The research identified cow dung as the probable organic temper within the original LBK ceramic paste. The ‘S’-forming technique, consisting in pressing the coil to the vessel wall, most closely corresponded to features observed at the Neolithic vessels. and Cílem článku je identifikování původu porozit, tj. stop po vyhořelé organické příměsi uvnitř hrnčířské hmoty, u neolitické keramiky (LBK) z území České republiky. Metodicky je práce založena na srovnání experimentálně zhotovených vzorků s originální keramikou staršího neolitu z lokalit Bylany u Kutné Hory a Těšetice-Kyjovice. Klíčovým analytickým postupem byla nedestruktivní 3D mikrotomografická analýza (uCT), která je přínosná právě pro studium vnitřní prostorové organizace porozit a příměsí. Umožňuje tak zkoumat, jestli je možné na základě vnitřního uspořádání pórů definovat odlišné výrobní techniky použité pro stavbu nádob. Výsledkem výzkumu bylo identifikování kravského hnoje jako pravděpodobné organické příměsi v keramické hmotě původní LBK. Jako utvářecí výrobní postup, který nejblíže odpovídal znakům pozorovaným na neolitických nádobách, byla určena tzv. technika „S“, založená na přimačkávání válečku ke stěně nádoby.
The first stage of the Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) setup development for the mobile remote sensing of chemical elements is presented. In this stage the laboratory test setup has been built using Nd:YAG laser (radiation wavelength 532 nm, ''at-top'' beam profile), custom built Galilean focusing optics together with the off-axis Newtonian collection optics for plasma radiation detection. The capability of the setup has been tested in the distance of 6.2 m on selected samples with different matrices (metal, bone, paving stone, glass). The measured concentrations have been compared to results acquired by reference LA-ICP-MS setup. These test measurements have shown that the setup is capable of semiquantitative analysis at the level of mg·kg-1. and Článek popisuje první fázi stavby mobilní sestavy pro dálkovou laserovou spektroskopii (Remote LIBS) v laboratorním uspořádání na ÚFI, FSI, VUT v Brně. Sestava využívá pulzní laser o vlnové délce 532 nm s ''at-top'' profilem svazku, fokusační optiku Galileova typu a sběrnou optiku v podobě mimoosého Newtonova teleskopu. První testování aparatury proběhlo na vzdálenost 6,2 m se vzorky různých materiálů - kovové vzorky, sklo, keramický střep, dlažební kostka a lidská kost. Naměřené koncentrace vybraných prvků byly porovnány s daty získanými metodou LA-ICP-MS. Výsledky měření ukázaly, že aparatura je dostatečně citlivá pro detekci matričních (Al, Ca, P, Mg) i některých minoritních a stopových prvků (Na, Zn, Ti, Sr) a je schopna semikvantitativní analýzy v řádech mg·kg-1.
The laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is an atomic emission based method, which is currently becoming more popular. Speed and multi-elemental analysis are some of the main advantages of this method. Higher limits of detection (LOD) in comparison to other atomic analytical methods, such as X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and inductively coupled plasma based methods, are some of the limitations of this method. The application of nanoparticles on the surface of studied sample, so called Nanoparticle Enhanced Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (NELIBS), is one of the ways to achieve improvement of the limits of detection while preserving the main advantages of the LIBS method. In this paper the improvement of detection limits by application of silver nanoparticles on the surface of studied sample is presented in comparison to the classical LIBS method. At the same time, the effect of two different Nd:YAG laser wavelengths, 532 nm and 1064 nm, on the LOD’s improvement of selected elements of studied samples is investigated for LIBS and NELIBS experiments. In the end of the paper, the parameters of craters (diameter and volume) are investigated for both chosen ablation laser wavelengths. and Spektrometria laserom budenej (mikro)plazmy (LIBS) je metódou atómovej emisnej spektrometrie, ktorá v súčasnosti naberá na popularite. Medzi hlavné výhody tejto metódy patria rýchlosť a viacprvková analýza. K obmedzeniam metódy patria o niečo vyššie limity detekcie (LOD) oproti ostatným prvkovým analytickým metódam, ako sú napr. rentgenová fluorescenčná spektrometria (XRF) a metódy indukčne viazanej plazmy (ICP). Jedným zo spôsobov, ako dosiahnuť zníženie limitov detekcie pri zachovaní hlavných výhod metódy, je aplikácia nanočastíc na povrch študovanej vzorky, tzv. nanočasticami zosilnená spektrometria laserom budenej (mikro)plazmy (NELIBS).V tejto práci je prezentované zlepšenie detekčných limitov pri aplikácii strieborných nanočastíc na povrch študovaných vzoriek v porovnaní s klasickou LIBS metódou. Súčasne je sledovaný aj vplyv dvoch rôznych vlnových dĺžok Nd:YAG lasera, 532 nm a 1064 nm, na zlepšenie LOD vybraných prvkov študovaných vzoriek v LIBS a NELIBS experimente. Nakoniec boli sledované parametre kráterov, priemer a objem, a to v porovnaní LIBS vs. NELIBS pre obe vybrané vlnové dĺžky ablačných laserov.