[实用新型]一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及原子光谱学，属于光谱检测技术领域，具体是一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。

背景技术

激光诱导击穿光谱技术简称LIBS，它是近些年发展起来的一种物质元素分析方法，是一种典型的原子发射光谱。分析对象在强激光脉冲作用下，使聚焦区内的原子、分子等经过多光子电离，产生初始的自由电子。当激光功率足够强，脉冲持续时间足够长，自由电子在激光作用下加速。当电子有足够的能量去轰击原子时，原子电离产生新的电子，而这些电子被加速后，又会继续撞击其他的原子，导致原子继续电离，最终形成雪崩效应，从而在很短的时间内使带电粒子数量迅速倍增，并且在整天上表现为近似电中性的等离子体。在激光脉冲作用结束后，形成的等离子体伴随温度的降低不断膨胀。在冷却过程中，处于激发态的原子与离子发生向低能级或基态的跃迁，同时发射出特定频率的光子，产生特征谱线，其频率和强度代表了分析对象包含的元素种类和浓度信息。

经过近几十年的发展，LIBS技术无论是在理论上还是在实际应用中都有了很大的进步，但是目前的LIBS在实际检测和应用中还存在着检测极限高、灵敏度低和受基体效应影响大等不足，特别是与目前发展比较成熟的光谱检测技术相比还有一定的差距。因此，近些年LIBS技术与其他光谱分析技术联用的文献相继出现。双脉冲激光激发(DP-LIBS)就是其中之一。使用一对激光脉冲来烧蚀物质以激发更多的等离子体，第一个脉冲烧蚀产生等离子体，第二个脉冲加热等离子体，从而提高LIBS检测极限。

但是，DP-LIBS技术需要有两台Nd：YAG调Q激光器和相应的光路配套系统，同时调整两束激光共轴或正交也是不容易的，需要专业人员操作。这就增加了其调试的复杂性和成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。该装置利用分束镜，将单束脉冲激光变为两束脉冲激光，利用光束延时线实现了对两脉冲的延时控制，装置简单，操作方便，成本低廉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置，包括YAG激光器、光谱仪、光纤、聚焦透镜、电移平台和计算机，所述的一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置，其特征在于，在光路中设有倍频晶体和双色镜组成的波长变换和滤光系统，分束镜、反射镜以及光束延时线，其中，激光经过分束镜分束，一束为透射光路，通过反射镜导光，而倍频晶体、双色镜和光束延时线放置于反射光路中，倍频晶体放置于分束镜前面，双色镜放置于晶体后面，光束延时线放置于双色镜后面。

所述的倍频晶体为二倍频晶体，激光经过倍频晶体产生倍频光。

所述的双色镜与激光束成45度角放置，透射532nm倍频光，反射基频光。

与传统的双脉冲激光诱导击穿装置相比，本实用新型具有的有益效果是：

一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置，利用分束镜将单束脉冲激光变为两束脉冲激光，一路为YAG激光器输出的1064nm，另一路为1064nm的激光经过倍频晶体和双色镜变换成532nm的激光，从而实现了两台Nd：YAG调Q激光器的功能，利用光束延时线实现了对两光束延时的控制，装置简单，操作方便，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。

附图标识：激光器1、分束镜2、倍频晶体3、双向色镜4、光束延时线5、反射镜6(8)、聚焦透镜7(9)、样品10、电移平台11、光纤12、光谱仪13、计算机14。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置，包括以下步骤：

第一步：激光器1输出1064nm的激光束，经过分束镜2，其中，透射光经过反射镜8、聚焦透镜9聚焦于样品10的表面，样品10置于电动平台11上，电动平台11由计算机14控制其移动。

第二步：反射光经过倍频晶体3，激光波长由1064nm变换成532nm，并由双向色镜4滤去剩余的1064nm的激光，532nm的激光束通过光束延时线5和反射镜6，光束延时线5来用于控制反射光和透射光的延时，最后通过聚焦透镜7聚焦于透射激光产生的等离子体上。

第三步：两激光束产生的等离子体光谱通过光纤12耦合到光谱仪13中，光谱仪13将采集到的数据进一步的传输到计算机14中，计算机14进行处理和分析最后得到样品的含量和成分。