[发明专利]定量LIBS激光系统及定量方法

说明书

本发明涉及一种定量LIBS激光系统及定量方法，属于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术领域，包括激光器和光谱分析系统；其特征在于：激光器产生的激光依次通过扩束镜、光速调整模块后进入半透半返镜；半透半返镜的反射光路上设有激光聚焦镜A，半透半返镜的透射光路上设有激光聚焦镜B，激光聚焦镜A的输出光路上设有CCD合光镜片A，激光聚焦镜B的输出光路上设有CCD合光镜片B；光谱分析系统包括光谱分析系统A和光谱分析系统B；光谱分析系统A通过采样镜A获取未知待测样品的光谱信息；所述光谱分析系统B通过采样镜B获取已知待测样品的光谱信息；CCD摄像机依次通过显微镜、CCD合光镜片A采集未知待测样品的信息。

技术领域

本发明属于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术领域，具体涉及一种定量LIBS激光系统及定量方法。

背景技术

激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)具有不需要样品准备、多元素同时检测、测量速度快、可远程非接触测量、系统结构组成简单等诸多优点。由于激光能量波动、系统信号波动严重、重复性差等严重影响了LIBS定量测量及大规模应用。因此，设计开发一种精度更高的定量LIBS激光系统及定量方法显得是尤为重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种定量LIBS激光系统及定量方法，本发明通过同一光路、同时采集、同时分析未知待测样品和已知标准样品，将谱线结果进行差分比对，减少了光路和采集的误差，能够准确实现对未知样品的定量检测。

本发明的第一目的是提供一种定量LIBS激光系统，包括激光器(1)和光谱分析系统；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。

进一步：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)。

进一步：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)。

进一步：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)。

更进一步：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％。

本发明的第二目的是提供一种定量LIBS激光系统的定量方法，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；