[发明专利]一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法

权利要求书

1.一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，所述分析装置包括脉冲激光器（9），其特征在于：所述分析装置还包括空心光束捕获粒子系统、原子发射光谱采集系统、拉曼光谱采集系统和成像系统；

所述空心光束捕获粒子系统包括连续激光器（1）、空心光束产生装置（2）、扩束准直装置、可改变空心光束方向的高反射镜（5）、第一会聚透镜（6）和样品池（7）；所述连续激光器（1）、空心光束产生装置（2）、扩束准直装置、高反射镜（5）和第一会聚透镜（6）依次设置于同一光路上，所述样品池（7）内设置有样品微粒（8）；所述空心光束产生装置（2）为可以产生空心光束的自相位空间光束调制系统，所述自相位空间光束调制系统包括依次设置在同一光路上的第一凸透镜（2-1）和非线性吸收介质（2-2），以及可用来探测该空心光束的CCD相机；

所述原子发射光谱采集系统包括第一耦合透镜（12）以及与第一耦合透镜（12）连接的激光诱导击穿光谱仪（14），所述第一耦合透镜（12）与激光诱导击穿光谱仪（14）之间设置有用于连接第一耦合透镜（12）和激光诱导击穿光谱仪（14）的第一光纤（13）；

所述拉曼光谱采集系统包括第二耦合透镜（15）以及与第二耦合透镜（15）连接的拉曼光谱仪（17），所述第二耦合透镜（15）与拉曼光谱仪（17）之间设置有用于连接第二耦合透镜（15）和拉曼光谱仪（17）的第二光纤（16）；

所述脉冲激光器（9）产生的脉冲光垂直于高反射镜（5）反射的空心光束；

所述成像系统包括成像装置（11）和显微物镜（10），所述显微物镜（10）设置在所述成像装置（11）和所述样品池（7）之间；

所述方法包括以下步骤：

步骤一、从连续激光器（1）获取一束高斯分布的连续激光束，将所获得的连续激光束通过空心光束产生装置（2）整形成一束空心光束；

步骤二、将步骤一所得到的空心光束通过扩束准直装置后入射到高反射镜（5），调整高反射镜（5），使反射的空心光束入射到第一会聚透镜（6）形成会聚的空心光束，会聚的空心光束入射到样品池（7）中；

步骤三、从脉冲激光器（9）获得一束会聚的脉冲光并使所述脉冲光的会聚中心与成像装置（11）的成像中心重合，关闭脉冲激光器（9）；

步骤四、向样品池（7）中喷入样品微粒（8），入射到样品池（7）的会聚的空心光束捕获样品微粒（8）在光阱位置，调节空心光束的光强和尺寸使光阱位置与成像装置（11）的成像中心重合；

步骤五、第二耦合透镜（15）采集样品微粒（8）产生的散射光，拉曼光谱仪（17）显示拉曼光谱信息；

步骤六、打开脉冲激光器（9）使会聚的脉冲光将捕获的样品微粒（8）电离，关闭脉冲激光器（9）；

步骤七、第一耦合透镜（12）采集样品微粒（8）电离产生的原子发射光谱，激光诱导击穿光谱仪（14）显示原子发射光谱的信息。

2.按照权利要求1所述的一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，其特征在于：所述连续激光器（1）为532 nm半导体连续激光器或全固态可调谐钛宝石染料连续激光器。

3.按照权利要求1所述的一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，其特征在于：所述扩束准直装置包括位于同一光路上的第二会聚透镜（3）和第三会聚透镜（4），所述第二会聚透镜（3）位于所述空心光束产生装置（2）和第三会聚透镜（4）之间。

4.按照权利要求1所述的一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，其特征在于：所述成像装置（11）、激光诱导击穿光谱仪（14）与所述拉曼光谱仪（17）分别位于样品池（7）不同的侧部。

5.按照权利要求1所述的一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，其特征在于：所述成像装置（11）包括CCD相机、ICCD相机或CMOS相机。

6.按照权利要求1所述的一种采用分析装置进行单个悬浮颗粒化学成分分析的方法，其特征在于：所述第一会聚透镜（6）位于所述高反射镜（5）和所述样品池（7）之间。