[实用新型]激光诱导击穿光谱扫描分析仪

说明书

本申请实施例公开了一种激光诱导击穿光谱扫描分析仪，包括：脉冲激光器(1)，机械快门(2)，扩束器(3)，光电探测器(4)，二向色镜(5)，光纤耦合器(6)，光纤(7)，光谱仪(8)，分光片(9)，聚焦镜头(12)，激光定位器(16)，三维电动位移台(17)，电缆(18)，该激光诱导击穿光谱扫描分析仪具有实时、高通量、多元素同时探测等优点，集合了元素探测、光谱识别、显微成像、自动对焦等功能，可实现全程无人值守的自动化扫描，通过样品表面的逐点探测实现元素分析，可视化再现多成分的二维平面分布，建立元素与结构的联系，可望在地质、生物、材料等学科获得广泛应用。

技术领域

本申请涉及光电无损检测技术领域，特别是涉及一种激光诱导击穿光谱扫描分析仪。

背景技术

激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced breakdown spectroscopy，简称LIBS)是通过聚焦脉冲激光实现物质的激光烧蚀，产生发光等离子体，以等离子体的特征辐射完成物质元素成分探测与分析的光谱技术，与其他光谱技术比较，具有实时、在线、多元素检测、无需样品预处理等优点。与扫描装置对接后，由LIBS单点探测可推进为多点元素成分分析，进而由点及面实现面阵的扫描式成分检测，在样品表面高效完成表面高空间分辨的元素成分分布的定性定量分析。

现有的LIBS光谱扫描分析仪多是使用单独的时序控制单元，完成激光触发发射、光谱仪探测采集、电动位移台的运动等操作，为保证检测结果的稳定性和重复性，往往采用高品质的主动调Q激光器，成本较高，对电子控制要求较高。

因此，需要研发一种基于被动调Q激光器的低成本激光诱导击穿光谱扫描分析仪，能够在不改变扫描系统基本功能的情况下，不需要单独的时序控制单元完成高稳定性和高重复性的LIBS扫描探测与分析。

发明内容

本申请实施例中提供了一种激光诱导击穿光谱扫描分析仪，能够可实现闭环控制，完成指定样品区域的面阵扫描与探测分析。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光诱导击穿光谱扫描分析仪，包括：脉冲激光器1，机械快门2，扩束器3，光电探测器4，二向色镜5，光纤耦合器6，光纤7，光谱仪8，分光片9，聚焦镜头12，激光定位器16，三维电动位移台17，电缆18；

其中，所述脉冲激光器(1)用于发出激光，所述机械快门(2)通过开合控制所述脉冲激光器(1)发出的激光进入所述扩束器(3)，所述扩束器 (3)用于对所述激光进行扩束，所述二向色镜(5)用于将扩束的激光分为第一反射激光光束和第一透射激光光束；所述第一反射激光光束通过所述分光片(9)和聚焦镜头(12)聚焦于所述三维电动位移台(17)，所述三维电动位移台(17)用于放置待检测物体，所述聚焦镜头(12)用于将激光聚焦于待测物体表面产生等离子体，所述等离子体发出LIBS信号光，所述LIBS 信号光通过所述聚焦镜头(12)和所述分光片(9)分为第二透射光束和第二反射光束，所述第二透射光束经所述二向色镜(5)透射后的信号光由所述光纤耦合器(6)进行收集，所述光纤耦合器(6)采集的信号经过光纤(7)传导后进入光谱仪(8)，所述光谱仪(8)用于进行光谱探测；经过所述二向色镜(5)发出第一透射激光光束由所述光电探测器(4)进行信号探测并转换为电信号，所述电信号由所述电缆(18)传输至所述光谱仪(8)，所述光谱仪(8)用于在所述电信号的外部触控下进行光谱探测。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述激光诱导击穿光谱扫描分析仪还包括：喷嘴15，所述喷嘴15用于在与喷气装置对接后，释放高压气体吹散激光聚焦过程中的溅射固体颗粒，或释放缓冲气体(如：氩气、氦气等)增强等离子体信号。

结合第一方面及其上述实现方式中，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述喷嘴15用于在与抽气装置对接后，抽取激光聚焦过程中的溅射固体颗粒。