Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS): Principes, Complexités & Perspectives
4.3. Interaction laser-solide
L'interaction entre le faisceau laser et l'échantillon est un processus complexe.
Schématiquement, cela correspond à une décomposition de l'échantillon qui se fait
essentiellement par absorption de l'énergie des photons incidents par l'échantillon
cible. Le transfert d'énergie des photons à l'échantillon fait intervenir un ensemble de
phénomènes (Figure 10) qui a généralement des conséquences mécaniques
(arrachage de fragments et de particules) et thermiques (fusion, vaporisation et
formation d'un plasma), mais qui peut également se traduire par l'ionisation directe
des atomes de l'échantillon.
Figure 10: vue schématique des différents effets produits lors de l'interaction entre le faisceau laser et
l'échantillon (d'après Clarkxm TM ). Si les photons sont suffisamment énergétiques, l'ionisation directe des atomes
prédomine. Dans la plupart des cas, le transfert d'énergie s'accompagne de la fusion et de la vaporisation de
l'échantillon avec éjection de particules (atomes, ions, molécules, fragments). Les plus grosses particules (> 5
μm) sont redéposées aux alentours du cratère aors que les plus petites sont entrainées vers le plasma grâce à
un flux de gaz. Des impulsions de longue durée (> 5 ns) sont responsables de la formation d'un plasma au
dessus du site d'ablation. Ce plasma absorbe l'énergie du faisceau laser et induit un fractionnement interélémentaire
important. L'utilisation d'He dans la cellule réduit la formation du plasma et le fractionnement.
Les premières études sur les lasers solides de type Nd:YAG opérant d'abord
dans l'infrarouge (1064 nm) puis dans l'ultra-violet (266 nm) ont rapidement montré
que l'absorption de la radiation laser par l'échantillon était inversement
proportionnelle à sa longueur d'onde (Figure 11).
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