[发明专利]脉冲激光的反馈调节方法、系统及激光诱导击穿光谱仪

权利要求书

1.一种脉冲激光的反馈调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)接收脉冲激光，并将脉冲激光进行光电转换，得到电信号；

(b)对所述电信号的波形参数进行监测，判断所述波形参数是否满足预设要求；

(c)根据步骤(b)的结果进行如下操作：所述波形参数不满足预设要求时，通过反馈调节的方式改变所述脉冲激光的输出光能量，然后重新从步骤(a)开始重复操作；所述波形参数满足预设要求时，将所述电信号输出。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)中，所述预设要求包括对触发电压阈值、上升沿时间、斜率、半峰宽及触发阈值下的波形面积的要求，判断所述波形参数是否满足预设要求的具体步骤如下：

(b.1)将所述电信号通过如下运算方程(1)进行处理，创建波形基线：

其中，i为时间变量，x(i)为电信号中时间变量i对应的电信号强度，y(i)为波形基线中时间变量i对应的电信号强度；

(b.2)将步骤(b.1)创建的波形基线通过如下运算方程(2)进行峰逆变换，得到波形重建后的电信号：

其中，m为自由参数，min[a,b]是指取a和b中的最小值，y′(i)为波形重建后的电信号中时间变量i对应的电信号强度；

(b.3)计算波形重建后的电信号的触发电压阈值、上升沿时间、斜率、半峰宽及触发阈值下的波形面积，对比计算结果是否满足预设要求。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(b.3)中，所述波形重建后的电信号进行滤噪处理后，再进行所述触发电压阈值、上升沿时间、斜率、半峰宽及触发阈值下的波形面积的计算。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(c)中，所述波形参数满足预设要求时，将所述电信号按照步骤(b.1)和步骤(b.2)进行处理后输出。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(c)中，改变所述脉冲激光的输出光能量的方式为:

当触发电压阈值、斜率、半峰宽或触发阈值下的波形面积中的任一项低于预设要求，或者当上升沿时间大于预设要求时，增大用于产生所述脉冲激光的激光器电压。

6.一种用于实现权利要求1-5任一项所述的方法的脉冲激光反馈调节系统，其特征在于，包括：脉冲激光器(1)、触发反馈调节系统(5)和控制系统(7)；所述脉冲激光器(1)与所述触发反馈调节系统(5)通过光路连接，所述反馈调节系统(5)和所述控制系统(7)电性连接，所述脉冲激光器(1)的电源与所述控制系统(7)电性连接；

所述触发反馈调节系统(5)包括光电信号转换模块、信号调控模块和脉冲延时模块；所述光电信号转换模块用于将脉冲激光进行光电转换；所述信号调控模块对所述电信号的波形参数进行监测，判断所述波形参数是否满足预设要求，并向控制系统(7)输出反馈信号；所述脉冲延时模块用于接收步骤(c)输出的电信号，并将其转化为触发信号；

所述控制系统(7)能够根据反馈信号调节所述脉冲激光器(1)的输出光能量。

7.按照权利要求6所述的系统，其特征在于：所述脉冲激光器(1)为被动调Q模式激光器。

8.一种激光诱导击穿光谱仪，其特征在于，包括权利要求6或7所述的系统，还包括：光谱仪(3)、光束整形系统(4)、斩波器(10)和样品台(8)，所述脉冲激光器(1)、光束整形系统(4)、斩波器(10)和样品台(8)通过第一光路依次设置，所述光束整形系统(4)能够分光产生第二光路，所述触发反馈调节系统(5)设置在所述第二光路上；

所述斩波器(10)与脉冲延时模块之间电性连接；

所述光谱仪(3)通过光纤连接有用于采集样品等离子体信号的信号收集系统(6)，所述光谱仪(3)通过电性连接分别与脉冲延时模块和控制系统(7)连接。

9.按照权利要求8所述的激光诱导击穿光谱仪，其特征在于：还包括成像系统(2)，所述样品台(8)为三维平移台，所述成像系统(2)和样品台(8)分别与控制系统电性连接。

10.按照权利要求8所述的激光诱导击穿光谱仪，其特征在于：所述光束整形系统(4)包括激光扩束光学透镜组、激光聚焦透镜组和光信号输出光组，所述光信号输出光组包括二向色镜组。