一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，属于光谱探测技术 领域。
【背景技术】
[0002]激光诱导光谱技术包括激光诱导荧光光谱、激光诱导击穿光谱以及激光诱导拉曼 光谱等，是利用激光照射被测样品，诱导样品产生荧光、等离子辐射光或是拉曼频移光，通 过光谱仪采集后对样品进行分析。以激光诱导击穿光谱(简称LIBS)为例，LIBS测量系统是 将一束激光聚焦到被测样品表面，产生高温、高密度等离子体，通过采集等离子体光谱对被 测样品进行分析。与其他传统分析手段相比，LIBS技术有许多显著优势：1)可以分析固态、 气态和液态样品；2)无需样品预处理，能实现原位检测；3)对样品的损耗小;4)可实现远距 离遥测分析;5)响应时间短，可实时同步检测;6)具有ppm级的检测限。
[0003]在激光诱导光谱测量系统中，一般是将激光诱导产生的光信号收集会聚到传导光 纤中，利用光纤将其传至光谱仪中进行光谱测量。如何提高激光诱导光谱的激发/收集效 率，从而提高光谱信号的强度，是需要解决的关键问题。
[0004] 现有的激光诱导光谱测量系统的激发/收集系统大体可分以下两大类：
[0005] 1.激光激发和光谱收集光路分离型:激光激发系统和光谱收集系统分别采用两套 不同的光学系统，光路没有复用。其优点是激发系统和光谱收集系统的位置可按不同的目 的和要求自由摆放，互不干扰;缺点是结构庞大，光路调整复杂。
[0006] 2.激光激发和光谱收集光路复用型:激光激发系统和光谱收集系统采用共光路设 计，利用镀膜的分束器或在反射镜中心打孔的方法，将用于激发的激光束与产生的光辐射 分离。其优点是结构紧凑，光路调整方便;缺点是激光激发光路与光谱收集光路之间相互干 扰，影响收集效率。
[0007] 此外，以上所述的光谱收集系统多是采用透镜聚焦的方式将产生的光辐射收集进 光纤中，聚焦透镜的光谱透过率也会对采集的激光诱导光谱造成影响。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了解决复用型光谱激发/收集系统存在光路之间相互干扰的问 题，提供一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统。
[0009] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0010] -种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，包括激光器;衰减器;抛物面反 射镜;采样室;离轴抛物面接收聚焦镜;全波段高分辨率光纤束;光谱仪;计算机。
[0011]各组成部分的连接关系为:激光器发射激光脉冲经衰减器衰减后平行入射到抛物 面反射镜上，经抛物面反射镜反射后聚焦到放置在其焦点F处的置于采样室中的待测样品 表面，诱导样品产生光福射。该福射光通过抛物面反射镜反射后准直成平行光，入射到离轴 抛物面接收聚焦镜上，再经过离轴抛物面接收聚焦镜反射后聚焦到放置在其焦点F'处的全 波段高分辨率光纤束的入射端面上，经全波段高分辨率光纤束传输后输入到光谱仪中。光 谱仪对光辐射进行分光和采集，产生的光谱数据输入到计算机中进行处理和显示。
[0012] 所述的激光器负责输出用于激发的激光脉冲，可以是一个输出单一波长激光的激 光器，也可以是几个输出不同单一波长激光的激光器，或者是一个输出几种不同波长激光 的激光器。输出几种不同波长激光时，可以是几种波长共窗口输出，也可以是分窗口输出； 可以是几种波长同时输出，也可以是按照一定的时序关系分时输出。
[0013] 所述的衰减器采用棱镜或是采用对激光有吸收作用的材料制作，起到连续或分档 衰减激光能量的作用。
[0014] 所述的抛物面反射镜采用玻璃或金属材料制作，并镀高反射率膜，起到反射激光 和激光诱导光辐射的作用。
[0015] 所述的采样室起到安放样品的作用，其中承载样品的平台具有三维精密调节功 能。采样室可以是密封或开放式的，若是采用密封方式，需具有透射激光和激光诱导光辐射 的窗口。此外，采样室还具有吹送保护气体的功能。
[0016] 所述的离轴抛物面接收聚焦镜采用玻璃或金属材料制作，并镀高反射率膜，起到 反射激光诱导光辐射并将其聚焦到光纤端面的作用。
[0017] 所述的全波段高分辨率光纤束采用对整个探测光谱波段具有高透过率的材料制 成，其作用是将接收到的激光诱导光辐射传送到光谱仪中。
[0018] 所述具有高透过率的材料为:石英玻璃材料；
[0019] 所述的光谱仪可以采用中阶梯光栅光谱仪、光纤光谱仪或其他形式光谱仪，其作 用是得到所发射的激光诱导光谱。
[0020] 所述的计算机可以采用任何形式的计算机，其作用是采集光谱仪的输出信号，得 到所发射的激光诱导光谱数据。
[0021 ]有益效果
[0022] 1、本发明的一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，激光激发和光谱收 集共用同一个抛物面反射镜，但不共光路，在保证了结构简单、安装调试方便的同时，相互 之间也不会干扰；
[0023] 2、本发明的一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，所采用的抛物面反 射镜为非球面反射式系统，无像差和色差，不同波长的激光可经抛物面反射镜聚焦到同一 个理想焦点上，因此，对于多波长激光激发时，样品无需调整位置均能得到好的聚焦效果； [0024] 3、本发明的一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，利用抛物面反射镜 和离轴抛物面接收聚焦镜组合收集激光诱导光辐射，属于无像差和色差的光学系统，不同 波段的光辐射都聚焦到同一个理想焦点上与光纤耦合，耦合效率高，大大降低了光谱测量 的不确定度；
[0025] 4、本发明的一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，样品室可放置固体、 气体、液体等任何形态样品，且可根据要求吹送保护气体。
[0026] 5、本发明的一种非球面反射式激光诱导光谱激发/收集系统，显著提高了光谱的 接收和检测效率，可广泛用于与激光诱导光谱技术相关的光谱收集、检测和诊断等多个技 术领域。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明的非球面反射式新型多功能光谱激发/收集系统示意图。
[0028] 其中，1-激光器，2-衰减器，3-抛物面反射镜，4-采样室，5-离轴抛物面接收聚焦 镜，6-全波段高分辨率光纤束，7-光谱仪，8-计算机。
【具体实施方式】
[0029] 为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对本
【发明内容】
作进 一步说明。
[0030] 本发明的一种非球面反射式新型多功能光谱激发/收集系统，包括激光器1、衰减 器2、抛物面反射镜3、采样室4、离轴抛物面接收聚焦镜5、全波段高分辨率光纤束6、光谱仪7 和计算机8,如图1所示。其中，激光器1负责产生用于激发的激光脉冲，可以是一个输出单一 波长激光的激光器，也可以是几个输出不同单一波长激光