[发明专利]激光诱导击穿光谱信号误差校正系统和方法

权利要求书

1.一种激光诱导击穿光谱信号误差校正系统，其特征在于，所述系统包括：激光诱导光源、一个或多个基准源、聚焦透镜、第一激光诱导光源分光镜、第二激光诱导光源分光镜、一个或多个基准源分光镜、全反镜、收集透镜、光纤探头、光谱仪、计算机、n维可调样品台，其中：

所述激光诱导光源与所述一个或多个基准源并行放置，所述激光诱导光源用于发射诱导激光，所述基准源用于发射基准信号；

所述第一激光诱导光源分光镜、一个或多个基准源分光镜分别并行置于所述激光诱导光源、一个或多个基准源的光路一侧，用于对于所述激光诱导光源和基准源发射出的光线进行反射或透射；

所述聚焦透镜置于所述激光诱导光源和第一激光诱导光源分光镜之间，用于对于所述激光诱导光源发射出的激光进行聚焦；

所述第二激光诱导光源分光镜置于所述第一激光诱导光源分光镜的光路后方，用于对于到达的光线进行反射或透射；

被测样品置于所述可调样品台上，所述可调样品台置于所述第二激光诱导光源分光镜的光路后方；

所述收集透镜、全反镜顺序置于所述第二激光诱导光源分光镜的一侧；

所述光纤探头置于所述全反镜的输出光路上，位于样品表面的激光烧蚀点经所述收集透镜成像的像面处；

所述光谱仪与所述光纤探头连接，所述计算机与所述光谱仪连接；

所述激光诱导击穿光谱信号误差校正系统将激光诱导光源与基准源在合束后同轴入射到样品表面，并将从样品表面反射回来的信号作为基准，从而能够补偿使用因素或样品表面折射率/曲率改变导致的波长与谱强漂移。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基准源为单波长基准源或多波长基准源，当所述基准源为单波长基准源时，所述基准源的数量为两个或多个，且位于远离所述激光诱导光源的基准源一侧的基准源分光镜为全反镜；当所述基准源为多波长基准源时，所述基准源的数量为一个，且位于所述基准源一侧的基准源分光镜为全反镜。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述激光诱导光源为半导体激光器、固体或气体激光器。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述基准源为蒸汽放电光源或激光器。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述n维可调样品台可在n个方向上运动。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述n维可调样品台为平移台或旋转台。

7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述光谱仪为线阵光谱仪、面阵光谱仪或直读光谱仪。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的激光诱导击穿光谱信号误差校正系统的误差校正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，开启基准源与光谱仪，所述基准源发出的基准信号抵达样品表面并被反射后相继被光纤探头和光谱仪接收，得到基准数据，所述基准数据包括基准信号的基准波长λ’，及其在一段时间内的谱强均值I’_λ；

步骤S2，激光诱导光源发出的激光脉冲抵达样品表面并被反射后相继被光纤探头和光谱仪接收，形成等离子光谱；

步骤S3，在每一个脉冲所激发的等离子体信号衰减充分后，使用光谱仪采集得到合束基准信号实测光谱图；

步骤S4，根据所述合束基准信号实测光谱图和基准数据对于所述等离子光谱进行校正处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

开启所述基准源与光谱仪；

所述基准源发出的基准信号于第一激光诱导光源分光镜处合束，形成合束基准信号；

所述合束基准信号抵达样品表面并被反射的合束基准信号经第二激光诱导光源分光镜和收集透镜后，相继被光纤探头和光谱仪接收，得到基准数据，所述基准数据包括基准信号的基准波长λ’，及其在一段时间内的谱强均值I’_λ。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

步骤S41，确定所述基准波长λ’随第i张合束基准信号实测光谱图中各基准信号的实测波长λ_i变化的关系曲线系数，根据所述关系曲线系数对于与所述第i张合束基准信号实测光谱图相应的等离子光谱图中的实测波长λ_ie进行漂移补偿校正；

步骤S42，获取合束基准信号实测光谱图中各基准信号的实测谱强I_iλ与所述谱强均值I’_λ之间的差值I’_Δ，确定所述差值I’_Δ随基准波长λ’的变化的关系曲线系数，根据所述关系曲线系数对于等离子光谱图中的各个波长对应的实测谱强进行漂移补偿校正。