[发明专利]一种可实现激光脉宽从飞秒到皮秒连续变化的激光诱导等离子体光谱分析设备

权利要求书

1.一种激光诱导等离子体光谱分析设备，该设备包括脉冲激光器、激光导入系统、光谱导出及收集系统、分光系统和光谱接收系统，其中，光谱导出及收集系统包括光谱导出子系统及光谱收集子系统，和，其中脉冲激光器和光谱接收系统由同一脉冲发生器发送指令控制，激光器发射激光通过激光导入系统聚焦至样品处，使样品表面形成等离子体、生成激光诱导光谱并通过光谱导出子系统将所产生的荧光导出至光谱收集子系统，通过对收集光谱的计算、处理和分析以便对样品中所含元素进行定性和定量检验，其中所述激光器是全固态啁啾脉冲放大飞秒激光器，通过调节啁啾数值来实现激光脉宽从飞秒到皮秒连续变化。

2.根据权利要求1所述的设备，其中全固态啁啾脉冲放大飞秒激光器作为从500飞秒到100皮秒连续变化的超短脉冲激光光源。

3.根据权利要求1所述的设备，其中在全固态啁啾脉冲放大飞秒激光器中，同一个透射体全息光栅既用作展宽器又用作压缩器。

4.根据权利要求3所述的设备，其中展宽器把一个飞秒级脉宽(例如150-220飞秒，如180飞秒)的种子源光束展宽到一个皮秒级脉宽(例如15-25皮秒，如20皮秒)，然后通过磁光隔离器注入再生放大器；激光束在再生放大器里来回往复(例如60-200次，如约100次)，单脉冲能量逐次放大到最大值，然后通过磁光隔离器射出再生放大器；从再生放大器出射的经过能量放大的激光束通过压缩器把激光脉宽从皮秒级脉宽(例如15-25皮秒，如20皮秒)压缩回所述飞秒级脉宽(例如350-6500飞秒；如500飞秒，即最短脉宽为500飞秒)，通过调节啁啾数值来实现激光脉宽从飞秒到皮秒连续变化。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的设备，其中全固态啁啾脉冲放大飞秒激光器所产生的激光是从500飞秒到100皮秒连续变化的超短脉冲激光。

6.根据权利要求1-4中任何一项所述的设备，其中激光导入系统的激光聚焦为可调焦距方式，和光谱收集子系统设计为可调焦距系统。

7.使用权利要求1-6中任何一项所述的设备来检测钢铁样品成分的方法，该方法包括：

1)激光器发射的激光通过激光导入系统被聚焦至样品处，使样品表面形成等离子体，生成激光诱导光谱，2)所生成的诱导光谱通过光谱导出子系统将产生的荧光导出至光谱收集子系统；和，3)通过对所收集光谱的计算、处理和分析，完成对样品中所含元素进行定性和定量检验；优选，其中通过调节啁啾数值来实现激光脉宽从飞秒到皮秒连续变化。

8.基于LIPS的检测钢铁样品成分的装置，该装置包括：

脉冲激光器；

激光聚焦和信号光收集系统，该系统包括激光导入系统和光谱导出及收集系统；

光谱仪系统，该系统包括分光系统和光谱接收系统；和

计算机系统。