[发明专利]一种基于数字微镜的ICP-AES及元素检测方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于数字微镜的ICP‑AES及元素检测方法，涉及光谱技术领域，包括：高频发生器、炬管、气路系统、进样系统、分光系统、光电检测器以及控制系统；其中所述分光系统中使用数字微镜作为空间光调制器，所述光电检测器采用光电倍增管。实施本发明的有益效果是通过数字微镜对光谱信号进行阿达玛变换编码，提高光谱仪的信噪比；将数字微镜与光电倍增管结合替代传统的固态检测器，数字微镜尺寸小，减小了光谱仪的体积，同时光电倍增管的灵敏度优于固态检测器且价格低于固态检测器，降低了光谱仪的成本。

技术领域

本发明实施例涉及光谱技术领域，具体涉及一种基于数字微镜的ICP-AES(电感耦合等离子体发射光谱仪)及元素检测方法。

背景技术

电感耦合等离子体发射光谱仪，是以电感耦合等离子体作为激发光源，根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的仪器。电感耦合等离子体发射光谱仪利用等离子体激发光源使样品中元素的原子和离子被激发，从而发射出特征波长的光子。电感耦合等离子体发射光谱仪再通过分光系统分离元素发射的波长，利用光电器件检测光谱信号，最终根据得到的波长信息进行定性分析，根据发射光的强度进行定量分析。由于电感耦合等离子体发射光谱仪具有快速多元素同时分析、灵敏度高、线性范围宽等优点，已经广泛应用于合金材料、医药卫生、冶金、地质和环保等领域。

电感耦合等离子体发射光谱仪的发展根据分光系统和检测器的不同分为几个阶段。主要分为单道顺序扫描ICP发射光谱仪、多道ICP原子发射光谱仪及基于中阶梯光栅的全谱直读ICP原子发射光谱仪。目前，以中阶梯光栅作为色散器件，固态检测器为光电器件的全谱直读ICP发射光谱仪因其具有灵敏度高、波长范围宽、可同时检测等特点成为ICP发射光谱仪的研究热点。

但现有的电感耦合等离子体发射光谱仪在实际使用中，会存在以下困难和问题：

第一、现有的电感耦合等离子体发射光谱仪，由于固态检测器的价格高，大幅度提升了光谱仪的成本；

第二、现有的电感耦合等离子体发射光谱仪体积大，有待于进一步减小；

第三、现有的电感耦合等离子体发射光谱仪为获得高光谱分辨率，采用棱镜与中阶梯光栅双色散结合的分光系统，导致光通量低，信噪比低下；

基于以上的问题，亟需一种新的基于数字微镜的电感耦合等离子体发射光谱仪及元素检测方法的技术方案。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于数字微镜的电感耦合等离子体发射光谱仪及元素检测方法，以解决现有的电感耦合等离子体发射光谱仪体积大，成本高，信噪比低下的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种基于数字微镜的电感耦合等离子体发射光谱仪，包括高频发生器、炬管、气路系统、进样系统、分光系统、光电检测器以及控制系统；所述炬管分别与所述高频发生器、所述气路系统、所述进样系统和所述分光系统相连接，所述气路系统与所述进样系统相连接，所述分光系统与所述控制系统相连接；其中，所述分光系统中使用数字微镜作为空间光调制器，所述光电检测器采用光电倍增管。

进一步地，所述分光系统包括入射狭缝、第一凹面镜、三棱镜、中阶梯光栅、第二凹面镜、数字微镜以及第三凹面镜；入射光通过入射狭缝后，经第一凹面镜准直再入射到三棱镜，由三棱镜完成初次横向色散；中阶梯光栅对初次横向色散后的光进行分光，之后由三棱镜完成二次横向色散；经三棱镜二次横向色散后的光经第二凹面镜聚焦到数字微镜表面，数字微镜反射的光再经第三凹面镜聚焦。

进一步地，所述入射狭缝与所述第一凹面镜之间设置有光阑。

本发明实施例具有如下优点：