Традиционный метод точного анализа состава образца связан с воздействием на него электрической дуги. Раскаленный участок образца «выстреливает» порцию ионов.
Регистрирующие приборы их сортируют и сообщают: образец содержит столько-то процентов титана, столько-то вольфрама, столько-то серебра и т. д.
Но этот метод по ряду причин не дает необходимой сегодня точности. Казалось бы, замена электрической дуги лучом лазера позволит создать более тонкий инструмент. Этот путь был исследован американским физиком Хенигом, известным специалистом в области масс-спектрометрии. Он оценил его как бесперспективный. Молодых ученых из МИФИ это авторитетное вето не смутило. Они начали глубокий теоретический и экспериментальный поиск.
Был установлен новый факт: природа излучения образца меняется при изменении длительности лазерного облучения. Американский физик пользовался длительным импульсом облучения. Это разогревало мишень и вызывало испарение вещества. Летучие вещества испарялись более активно. Поэтому их доля в анализируемом пучке излучения оказывалась больше, чем в самом образце. Из-за этого возникала большая погрешность.
Если же «стрелять» в мишень очень коротким импульсом, то главным процессом будет ионизация, а не испарение. Выбитые из образца ноны композиционно будут соответствовать исходной структуре вещества. Точность созданного прибора очень велика. Разработанный метод масс-спектрометрии с помощью короткого лазерного импульса уже нашел применение в установках ряда научно-исследовательских институтов.
Что же представляет собой прибор в целом?
Образец, физикам больше нравится термин «мишень», помещается в вакуумную камеру с двумя окнами. Через одно из них производится облучение лазерным пучком мишени, через второе из камеры вылетает ионное излучение исследуемого образца. Для придания пучку излучения необходимой формы на его пути расположена система двойной фокусировки — магнитной и электрической. Затем стоят счетчики числа частиц, обладающих определенным атомным весом. Сумма показаний счетчиков указывает точный химический состав образца.
«Беседы об изобретательстве», Н.Петрович