[发明专利]激光诱导击穿光谱-大气压辉光放电联用装置

说明书

本发明提供一种激光诱导击穿光谱‑大气压辉光放电联用装置，包括激光诱导击穿光谱系统、大气压辉光放电系统和底部放置有固体样品的样品腔；激光诱导击穿光谱系统以将固体样品剥蚀成气溶胶颗粒，并产生激光诱导击穿等离子体的形式在固体样品的表面形成激光诱导击穿等离子体放电区域；大气压辉光放电系统以在大气环境下生成大气压辉光放电等离子体的形式在固体样品的表面形成大气压辉光放电区域；激光诱导击穿等离子体放电区域与大气压辉光放电区域在固体样品的表面重叠，在样品腔内共同对气溶胶颗粒进行激发。

技术领域

本发明属于原子光谱分析领域，涉及原子发射光谱激发源技术领域，更具体地，涉及一种可应用于固体样品微区分析的原子发射光谱领域的激光诱导击穿光谱-大气压辉光放电联用装置。

背景技术

激光诱导击穿光谱（laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种能够对固、液和气等多状态物质进行无损或微损、多元素同步、快速、原位分析的光谱检测技术；基于这些优点，LIBS技术广泛地应用于环境监测、工业、古董检测、农业与食品化学、外星球地质探测等领域。目前LIBS技术存在的一个明显问题就是检测灵敏度偏低，易使其在微量元素分析方面受到限制。

大气压辉光放电（Atmospheric pressure glow discharge，APGD）是在大气环境下产生的尺寸在毫米量级的稳定等离子体，其结构简单、功耗低、放电稳定；此外，APGD放电单元尺寸小，可便捷地移动与安放，是一种理想的二次激发源。

如果适当将大气压辉光放电和激光诱导击穿光谱联合使用，则存在改善激光诱导击穿光谱检测灵敏度和应用范围的可能性，然而目前市面上尚无将两者联合使用的检测装置。

发明内容

发明要解决的问题：

针对以上存在的问题，本发明目的在于提供一种激光诱导击穿光谱-大气压辉光放电联用装置，可提高传统激光诱导击穿光谱检测时的元素灵敏度，扩展激光诱导击穿光谱的检测能力和应用范围。

解决问题的手段：

本发明提供一种激光诱导击穿光谱-大气压辉光放电联用装置，包括激光诱导击穿光谱系统、大气压辉光放电系统和底部放置有固体样品的样品腔；所述激光诱导击穿光谱系统以将固体样品剥蚀成气溶胶颗粒，并产生激光诱导击穿等离子体的形式在所述固体样品的表面形成激光诱导击穿等离子体放电区域；所述大气压辉光放电系统以在大气环境下生成大气压辉光放电等离子体的形式在所述固体样品的表面形成大气压辉光放电区域；所述激光诱导击穿等离子体放电区域与所述大气压辉光放电区域在所述固体样品的表面重叠，在所述样品腔内共同对所述气溶胶颗粒进行激发。

根据本发明，所述激光诱导击穿等离子体和所述大气压辉光放电等离子体在所述样品腔内共同对所述气溶胶颗粒进行激发，从而提高了传统激光诱导击穿光谱系统的检测灵敏度。

优选地，本发明中，所述激光诱导击穿光谱系统包括激光发射装置、三维移动平台、时序控制系统和检测系统；所述激光发射装置用于发射高能激光束对固体样品进行剥蚀，并产生激光诱导击穿等离子体，所述三维移动平台用于放置所述样品腔，所述时序控制系统设置采集特征原子发射光谱的参数，所述检测系统包括光纤和增强电荷耦合器件，通过所述光纤采集特征原子发射光谱，并将光谱信号发送到光谱仪进行分辨和处理。借助于此，通过调整所述三维移动平台的位置，使所述激光发射装置发射的激光聚焦于位于所述大气压辉光放电区域的采样点位置的固体样品，对所述固体样品进行剥蚀，生成气溶胶颗粒和激光诱导击穿等离子体，确保所述激光诱导击穿等离子体放电区域与所述大气压辉光放电区域在时间和空间重叠。通过所述时序控制系统设置光谱仪延迟时间等参数，所述检测系统根据这些参数，利用所述光纤来采集等离子体发出的特征原子发射光谱，将光谱信号发送到用于分析光谱信号的光谱仪中进行分辨和处理。