[发明专利]一种双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置及方法

摘要

本发明涉及激光烧蚀光谱分析技术领域，公开了一种双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置及方法，装置包括：控制系统，环境探测模块，包含于恒温机箱内部的双脉冲激光发射模块、光谱采集分析模块，以及设置在恒温机箱外部的摄像头模块；所述控制系统分别与环境探测模块、摄像头模块电连接。本发明能够在月球表面实现原位、在线、远程遥控条件下的月球表面矿样、土壤成分进行快速的精确分析，并且可以进行全元素的深度分析，同时对感兴趣的各种元素进行三维分析成像；此外，双脉冲激光诱导击穿光谱技术的应用保证探测系统在极低气压（近真空）环境下的较高探测灵敏度。

主权项

一种双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置，其特征在于，包括：控制系统（1），环境探测模块（2），恒温机箱（4），包含于恒温机箱（4）内部的双脉冲激光发射模块、光谱采集分析模块，以及设置在恒温机箱（4）外部的摄像头模块（3）；所述控制系统（1）分别与环境探测模块（2）、摄像头模块（3）电连接；所述双脉冲激光发射模块进一步包括：控制器Ⅰ（5）、聚焦透镜组（7）、双脉冲激光器（6）；所述控制器Ⅰ（5）与控制系统（1）电连接，且根据控制系统（1）的指令控制双脉冲激光器（6）发出激光脉冲，经光谱采集分析模块的二相色镜（8）反射再经聚焦透镜组（7）聚焦在被测样品（11）表面，聚焦激光脉冲烧蚀被测样品（11）表面并形成等离子体（12）；所述光谱采集分析模块进一步包括：控制器Ⅱ（9）、收集透镜组（13）、光谱仪（10）、光谱分析单元（15）；所述等离子体（12）的光谱信号经过聚焦透镜组（7）再经收集透镜组（13）后聚焦到传输光纤（14）端面上，经过光纤传输后射入光谱仪（10）记录并保存；所述光谱分析单元（15）通过USB或其他等信号传输线与光谱仪（10）连接；所述光谱分析单元（15）内存有光谱数据库、光谱学参数和仪器参数信息，能对光谱仪（10）中的光谱数据进行解析换算，并将结果传回控制系统（1），光谱分析单元（15）与控制系统（1）电连接；所述光谱分析单元（15）数据库中存储有所有元素的原子、离子、分子发射谱线的波长信息，通过对比光谱仪（10）记录等离子体12光谱中线状谱，能识别出等离子体12种所含元素种类，并根据光谱仪（10）所记录的各元素发射谱线强度值结合光谱学参数、仪器参数，得到各元素含量；所述光谱仪（10）依次与控制器Ⅱ（9）、的光谱分析单元（15）电连接。