[发明专利]激光诱导击穿光谱ICCD时间分辨测量方法和系统

权利要求书

1.一种激光诱导击穿光谱ICCD时间分辨测量系统，其特征是，由激光器、聚焦镜、像增强电荷耦合器件ICCD、驱动电路、数据、时序控制部件、信号调理电路组成，其中，ICCD由光学镜头、像增强器、光纤面板、面阵CCD器件构成，镜头后焦面与像增强器阴极接收面重合，像增强器阳极荧光屏与光纤面板前表面耦合固定，光纤面板后表面与面阵CCD器件前表面耦合固定，激光器产生的激光经聚焦镜投射到被测物体并在其表面产生瞬间等离子体，数据、时序控制部件控制可调的延时时间后，输出控制信号给驱动电路，驱动电路控制ICCD中的像增强器进行曝光，曝光及延时时间可调，ICCD曝光形成的光信号被像增强器放大后经光纤面板传到面阵CCD器件接收面经其转换为电信号，电信号通过信号调理电路，经过隔直、放大、滤波、相关双采样处理后输出至计算机。

2.如权利要求1所述的激光诱导击穿光谱ICCD时间分辨测量系统，其特征是，进一步地，数据、时序控制部件由ARM处理器、现场可编程门阵列FPGA构成，ARM处理器收到指令后与FPGA时序控制器通讯，之后由FPGA时序控制器发出指令进行时序控制：

①控制激光器发出脉冲激光，经聚焦镜汇聚至样品表面，产生瞬间等离子体；

②经过可调的延时时间后，输出控制信号给驱动电路，驱动电控制ICCD中的像增强器进行曝光；

③像增强器曝光与延时时间可调。

3.一种激光诱导击穿光谱ICCD时间分辨测量方法，其特征是，首先，利用计算机与ARM处理器通讯发出指令，ARM处理器收到指令后与FPGA时序控制器通讯，使FPGA时序控制器同时做出如下动作：1)控制激光器发出脉冲激光，经聚焦镜汇聚至样品表面，产生瞬间等离子体；2)经过可调的延时时间后，输出控制信号给驱动电路，驱动电路控制ICCD模组中的像增强器进行曝光，曝光时间可调；3)输出控制信号给SRAM存储器，控制SRAM存储器进行信号存储，图像信号经信号调理电路后送入SRAM存储器暂存，然后进行后续处理。

4.如权利要求3所述的激光诱导击穿光谱ICCD时间分辨测量方法，其特征是，所属后续处理是利用Marr边缘检测算法进行提取，识别等离子体在图像中的目标位置，计算区域大小，具体地，假设原始图像信号为{f(i,j)}，i、j为像素水平、垂直序号，定义二维高斯函数：

式中，σ为空间分布系数，x、y为像素水平、垂直坐标，用G_σ(x,y)对原始图像{f(i,j)}进行卷积，得到平滑后的图像{I(i,j)}，再对图像作Lap1acian算子运算得到：

通过找到二阶导数的零交叉点，完成边缘提取。