[实用新型]一种多模式激光诱导击穿光谱装置

权利要求书

1.一种多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，包括双脉冲固体激光器、样品台和用于控制双脉冲固体激光器触发时序的延时发生器；双脉冲固体激光器具有1064nm同轴输出、532nm同轴输出、1064nm异轴输出和1064nm、532nm异轴输出四种输出方式；

所述的多模式激光诱导击穿光谱装置具有共线、再加热、预烧蚀三种工作模式；

所述的共线工作模式中：所述双脉冲固体激光器的光路上设有光路爬高系统，该光路爬高系统用于升高1064nm/532nm同轴输出激光的光路，使得激光由样品台正上方聚焦到样品表面，产生等离子体；

所述的再加热和预烧蚀工作模式中：所述双脉冲固体激光器的第一激光进入所述的光路爬高系统，该光路爬高系统用于升高第一激光的光路，使得第一激光由样品台正上方聚焦到样品表面，产生等离子体；所述的延时发生器控制第一激光和第二激光的触发时序；所述双脉冲固体激光器的第二激光直接聚焦至等离子体；

还包括信号采集和处理系统，根据等离子体冷却发出的特征谱线和第一激光击打样品的空间信息，显示元素在样品表面的分布信息。

2.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的双脉冲固体激光器的光轴上还布置有能量衰减器和用于实时检测记录激光能量的激光能量实时监测系统；

所述的第一激光经激光能量实时监测系统出射后进入光路爬高系统；

所述的第二激光经激光能量实时监测系统出射后聚焦至等离子体。

3.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的信号采集和处理系统包括：

光纤收集系统，用于收集等离子体冷却发出的特征谱线；

分光系统，用于对特征谱线进行分光；

ICCD探测器，用于将分光系统的光信号转换为电信号；

样本表面成像系统，用于监控第一激光击打样品位置，得到采样点的空间信息；

计算机，根据所述的电信号和采样点的空间信息，显示元素在样品表面的分布信息。

4.如权利要求3所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的分光系统为中阶梯光栅光谱仪。

5.如权利要求4所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的样本表面成像系统包括：

用于从正方向照明样品的照明LED光源，

位于照明LED光源光轴上的分束镜，

CCD相机和成像镜头，用于采集分束镜反射的样品表面图像信息。

6.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的光路爬高系统由第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜组成，所述第二反射镜位于第一反射镜的正上方，第三反射镜位于样品台的正上方；

所述的第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜均为Nd：YAG双频激光反射镜。

7.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的延时发生器控制双脉冲固体激光器调Q触发时间和氙灯开启触发时间，延时发生器设置双脉冲固体激光器调Q信号的触发时间在氙灯信号触发之后150±20μs。

8.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述第一激光和第二激光聚焦用透镜安装在沿光轴滑动配合的透镜安装架上；所述的第一激光光路聚焦用透镜表面镀V形膜，其在532nm、1064nm处的反射率小于0.25％。

9.如权利要求1所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的样品台包括具有四自由度的电移台、活动安装在电移台上的升降板和滑动配合在电移台上的载物台；

所述升降板上设有透明的约束窗口，激光透过约束窗口后击打样品；

所述升降板的下方设有约束板，该约束板置于样品的正上方，约束板上分布有约束腔，该约束腔用于约束样品激发的等离子体。

10.如权利要求9所述的多模式激光诱导击穿光谱装置，其特征在于，所述的升降板上设有透光口，该透光口处覆盖有透光板，所述透光口与透光板组成所述的约束窗口。