[发明专利]一种具备多探头光信号收集单元的远程LIBS测试系统

权利要求书

1.一种具备多探头光信号收集单元的远程LIBS测试系统，该测试系统包括脉冲激光器(1)、扩束镜(2)、调焦镜组(3)、第一二向色镜(4)、第二二向色镜(5)、多路光信号收集单元(7)和光谱仪(8)，其特征在于：

所述脉冲激光器(1)用于发射所需脉冲能量和波长的激光光束，这些激光光束首先通过所述扩束镜(2)执行扩束处理，然后沿着光轴传播透过所述调焦镜组(3)以实现光束在不同位置的聚焦；所述第一二向色镜(4)、第二二向色镜(5)与光轴呈一定夹角且相互平行地设置在所述调焦镜组(3)的后方，由此将激光光束远程传播及会聚在被测对象表面上的一点来形成等离子体光信号，同时将该等离子体光信号予以反向传播；

所述多路光信号收集单元(7)与所述调焦镜组(3)设置在同一光轴上，并用于对反向传播的等离子体光信号执行收集；该多路光信号收集单元包括多个子收集探头(11)、分别与各个子收集探头对应连接的分光纤合束器通道(12)、将所有分光纤信号进行合束的光纤合束器(13)，以及将合路光信号传送至所述光谱仪(8)的传输光纤(14)；此外，在整个测试系统中所述光谱仪的数量仅为一台；各个子收集探头均由小口径透镜组成，并且这些小口径透镜的直径为6mm～50mm，由此利用所述多个子收集探头来组合完成远程LIBS信号的实时采集。

2.如权利要求1所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述脉冲激光器(1)为纳秒激光器，并且其激光输出波长被设定为1064nm，激光单脉冲能量被设定为30毫焦～300毫焦。

3.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述扩束镜(2)采用紫外石英材质制造，并且其入瞳口径被设定为大于所述脉冲激光器的光斑。

4.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述调焦镜组(3)的透镜均镀有1064nm的高透膜，并且所述第一二向色镜(4)、第二二向色镜(5)均镀有1064nm的高反膜及200nm～800nm的高透膜。

5.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述小口径透镜的直径为10mm～20mm。

6.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述多个子收集探头的总数量为3个以上。

7.如权利要求6所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述多个子收集探头的总数量为5个，并且它们中的一个被布置在平面中心，其余四个均匀围绕布置在其四周。

8.如权利要求6所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述多个子收集探头的总数量为5个，并且它们中的三个呈直线布置在平面上侧，其余两个呈直线布置在下侧。

9.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，所述被测对象被布置在所述第二二向色镜(5)的后方，且其与此第二二向色镜之间的水平间距可自由调节。

10.如权利要求1或2所述的远程LIBS测试系统，其特征在于，上述远程LIBS测试系统还包括增强型电耦合器件(9)和中央处理单元(10)，其中该增强型电耦合器件用于对所述光谱仪执行分光处理后的等离子体光信号执行光电转换，然后由所述中央处理单元来分析其光谱信号且予以输出。