Identificación de líneas espectrales atómicas características de oro,plata y cobre mediante la técnica LIBS

Abstract

El presente trabajo nació ante la necesidad de contar con técnicas experimentales para el análisis multielemental de objetos arqueológicos de la región norte del Perú, lo cual es de gran ayuda para la caracterización de tales objetos que forman parte del patrimonio cultural de la nación, siendo la espectroscopia de plasmas inducida por láser (LIBS) una buena alternativa para satisfacer esta necesidad. El presente trabajo tuvo como objetivo principal armar un sistema para espectroscopia de plasmas inducidos por láser en base a un minispectrómetro, un láser Nd:YAG IR de 1064nm y accesorios, funcionamiento que fue probado con muestras metálicas de oro, plata y cobre de alta pureza. Dicho sistema fue capaz de direccionar la radiación láser sobre la superficie de las muestras, produciéndose la ablación del material irradiado con la correspondiente generación del plasma. Los fotones emitidos por el plasma a su vez fueron direccionados mediante un sistema óptico hacia el mini espectrometro para su registro y posterior análisis. Finalmente se estableció un protocolo de análisis cualitativo en base a algoritmos construidos en Python para substraer y normalizar los espectros. Los resultados obtenidos fueron alentadores lográndose obtener las principales lineas espectrales características para la plata, oro y cobre, tales como: 267nm, 328nm, 338nm para la plata, 389nm, 406nm, 479nm, 523nm, 587nm para el oro y 466nm, 510nm, 515nm, 521nm, 530nm, 577nm para el cobre

The present work was born from the need for experimental techniques for the multi-elemental analysis of archaeological objects from the northern region of Peru, which is of great help for the characterization of such objects that are part of the cultural heritage of the nation, being the laser induced plasma spectroscopy (LIBS) a good alternative to meet this need. The main objective of the present work was to set up a system for laser induced plasma spectroscopy based on a minispectrometer, a 1064nm Nd:YAG IR laser and accessories, which was tested with metallic samples of gold, silver and copper of high purity. This system was able to direct the laser radiation on the surface of the samples, producing the ablation of the irradiated material with the corresponding plasma generation. The photons emitted by the plasma were in turn directed by an optical system to the mini spectrometer for recording and subsequent analysis, and finally a qualitative analysis protocol was established based on algorithms built in Python to subtract and normalize the spectra. The results obtained were encouraging, obtaining the main characteristic spectral lines for silver, gold and copper, such as: 267nm, 328nm, 338nm for silver, 389nm, 406nm, 479nm, 523nm, 587nm for gold and 466nm, 510nm, 515nm, 521nm, 530nm, 577nm for copper