Bachelor's Thesis

Creation of spectral lines database of selected standards for Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and double pulse Laser-induced Breakdown Spectroscopy (DP LIBS)

Final Thesis 1.67 MB Appendix 2.47 MB

Author of thesis: Ing. Martin Mazura

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lucia Sládková

Abstract:

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has a great potential across a different fields of use. Wide use of this method is still complicated because of some problems. The most important problem is difficult analysis of obtained measurement results. Nowadays mostly used analysis is based on comparison of measured data with databases created in different way. This bachelor’s thesis deals with creation of spectral lines database for LIBS and it also shows the methodology for spectral lines database assembling. Theoretical basis of the method and experimental setup used for measurements is described in the first part of this thesis. Further, there are described measurements of standards and creation of database. The result of this work presents a database of spectral lines containing 14 elements and more than 500 spectral lines. In order to illustrate database utilization it was established composition of an unknown sample.

Keywords:

laser induced breakdown spectroscopy, spectral lines database, single pulse LIBS, double pulse LIBS

Date of defence

26.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

Bakalářská práce studenta Martina Mazury na téma Sestavení databáze spektrálních čar vybraných standardů pro spektrometrii laserem buzeného plazmatu (LIBS) a dvoupulzní spektrometrii laserem buzeného plazmatu obsahuje teoretickou část zabývající se popisem teoretického základu metody LIBS, obecným přístrojovým vybavením, popisem vzniku a vlastností plazmatu buzeného laserem, popisem a vlastnostmi spektrálních čar a experimentální část zabývající se popisem optimalizace měření a metodiky pro sestavení empirické databáze spektrálních čar. V neposlední řadě je součástí práce databáze čar pokrývající 14 prvků a téměř 600 spektrálních čar. Cíle a požadavky bakalářské práce byly splněny v plném rozsahu zadání. První část práce zabývající se teorií metody a vlastnostmi plazmatu je obsahově i formálně na vysoké úrovni. Studentovi se podařilo teorii metody popsat vyváženě tak, aby byla srozumitelná i pro člověka neobeznámeného se spektroskopickými metodami což dokazuje, že se mu podařilo danému tématu porozumět na vysoké úrovni. Popis experimentálního vybavení a nastavení, je potom popsán tak, aby veškeré experimenty mohly být reprodukovány.
Student prokázal, že výsledky dokáže správně interpretovat a využít, když na základě databáze identifikoval prvkové složení neznámého vzorku. Stylisticky a graficky je práce zvládnutá na dobré úrovni. Kapitoly jsou členěny logicky a umožňují v práci rychlou orientaci.
V jednotlivých kapitolách se práce odkazuje na odpovídající literaturu. Citace jsou seřazeny podle výskytu v textu a až na několik výjimek dodržují požadovaný styl.
Celkově je práce velkým přínosem pro vyhodnocení dat spektrometrie laserem buzeného plazmatu a celkově ji hodnotím známkou A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Lucia Sládková

Bakalárska práca je rozčlenená do štyroch kapitol. V úvodnej kapitole sa študent zaoberá stručne historickým vývojom metódy spektroskopie laserom indukovanej plazmy (LIBS), jej aplikáciami a načrtáva problémy metódy spojené s vyhodnocovaním nameraných spektier. V druhej kapitole sa zaoberá teoretickým základom metódy LIBS, ktorý zahŕňa napr. vznik a vývoj plazmy, popis spektrálnych čiar, popis experimentálnej zostavy a ďalšie. V tretej kapitole študent rozoberá analýzu spektier a venuje sa praktickému meraniu. Študent zoptimalizoval parametre merania pre jednopulznú a dvojpulznú metódu LIBS a vyhodnotil namerané emisné spektrá. V tejto kapitole sa nachádza aj ukážka študentom vytvorenej databázy a overenie jej účinnosti na vzorke s neznámym zložením. Všetky výsledky sú prehľadne zobrazené v tabuľkách a znázornené v grafoch. Vzniknutá databáza je priložená na samostatnom CD.
V úvodnej kapitole práce mi chýba aspoň stručný popis metódy LIBS. Práca je na niektorých miestach nezrozumiteľne formulovaná, čo pripisujem študentovej neskúsenosti s písomným prejavom. K celkovej lepšej prehľadnosti práce by prispelo lepšie členenie textu. Niektoré odstavce by chceli úplne prepísať, tak isto ako citácie. Každopádne z teoretickej časti práce je poznať, že sa študent veľmi dobre orientuje v danej problematike.
Študent vypracoval a overil účinnosť ním vytvorenej databázy, zoptimalizoval parametre merania pre jednopulznú a dvojpulznú metódu LIBS. Po obsahovej stránke teda splnil všetky požiadavky a ciele zadania. Prácu doporučujem k obhajobe a hodnotím klasifikačným stupňom veľmi dobre/B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Ako prakticky prebieha identifikácia spektrálnych čiar neznámeho vzorku pomocou Vami vytvorenej databázy?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová