[发明专利]定量LIBS激光系统及定量方法

权利要求书

1.一种定量LIBS激光系统，包括激光器(1)和光谱分析系统；其特征在于：

上述激光器(1)产生的激光依次通过扩束镜(4)、光速调整模块(5)后进入半透半返镜(3)；在上述半透半返镜(3)的反射光路上设置有激光聚焦镜A(6-1)，在上述半透半返镜(3)的透射光路上设置有激光聚焦镜B(6-2)，所述激光聚焦镜A(6-1)的输出光路上设置有CCD合光镜片A(7-1)，上述激光聚焦镜B(6-2)的输出光路上设置有CCD合光镜片B(7-2)；还包括：

用于检测CCD合光镜片A(7-1)上激光能量的能量探测光电二极管A(8-1)；

用于检测CCD合光镜片B(7-2)上激光能量的能量探测光电二极管B(8-2)；

用于承载未知待测样品(11)的XYZ三维平移台A(12-1)；

用于承载已知待测样品(15)的XYZ三维平移台B(12-2)；

所述光谱分析系统包括光谱分析系统A(14-1)和光谱分析系统B(14-2)；

所述光谱分析系统A(14-1)通过采样镜A(13-1)获取未知待测样品(11)的光谱信息；所述光谱分析系统B(14-2)通过采样镜B(13-2)获取已知待测样品(15)的光谱信息；CCD摄像机(10)依次通过显微镜(9)、CCD合光镜片A(7-1)采集未知待测样品(11)的信息。

2.根据权利要求1所述的定量LIBS激光系统，其特征在于：所述激光器(1)和扩束镜(4)之间设置有调整光路用的全反射镜A(2-1)和全反射镜B(2-2)。

3.根据权利要求1所述的定量LIBS激光系统，其特征在于：所述半透半返镜(3)和激光聚焦镜A(6-1)之间设置有调整光路用的全反射镜C(2-3)。

4.根据权利要求1所述的定量LIBS激光系统，其特征在于：所述显微镜(9)和CCD合光镜片A(7-1)之间设置有调整光路用的全反射镜D(2-4)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的定量LIBS激光系统，其特征在于：所述激光器(1)的参数为：波长是1064nm，重频是1Hz，能量大于200mj，脉宽小于10ns，调Q方式为主动调Q，光斑聚焦直径小于0.1；冷却方式为风冷，数据测试RSD小于10％。

6.一种基于权利要求5所述定量LIBS激光系统的定量方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、激光器产生的激光半透半返镜后分为第一路激光和第二路激光；

S2、第一路激光反射进入聚焦镜B，再经过CCD合光镜片B，聚焦到已知标准样品表面，产生的激光等离子体发射光谱信号，由采样镜B耦合至光纤内，传输至光谱分析系统B，完成光谱的分光与探测，得到已知标准样品谱线；

第二路激光透射进入全反射镜C，全反激光进入聚焦镜A，再经过CCD合光镜片A聚焦到未知待测样品表面，产生的激光等离子体发射光谱信号，由采样镜A耦合至光纤内，传输至光谱分析系统A，完成光谱的分光与探测，得到未知待测样品谱线；将未知待测样品谱线与软件标准库对比，获得元素类别；

S3、将上述已知标准样品谱线与未知待测样品谱线进行对比，为数据定标具体为：

若已知标准样品和未知待测样品是谱线峰值谱线波长一致，则为同一种物质，根据含量公式：z＝(a/b)c，其中：z为未知样品所求元素含量，a为未知样品该元素谱线强度，b为已知标准样品该元素谱线强度，c为已知标准样品该元素含量，求出未知样品各元素的含量；

若已知标准样品和未知待样品是谱线峰值不一致，则为不同物质；通过与标准库对比，获得元素类别，在同一波段内，根据y＝(m/n)x+d；其中：y为未知样品所求元素含量，m为未知样品该元素谱线强度，n为已知标准样品参考元素谱线强度，x为已知标准样品该元素含量，d为常量。