[发明专利]基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法及系统

权利要求书

1.一种基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，用于定量表征待检测材料的平面度，所述方法包括：

S1、标准测试：准备与待检测材料材质相同、端面平滑的定标样本，通过激光诱导击穿光谱技术对定标样本进行激光辐照采样操作，逐步定量调整定标样本与激光辐照设备之间的距离，得到定标样本在与激光辐照设备不同距离下的检测数据；

S2、定标曲线确定：选取数据值与定标样本、激光辐照设备之间距离呈一一对应关系的光谱特征参数作为比对特征参数，提取不同距离下的检测数据中的比对特征参数数据值，以定标样本、激光辐照设备之间距离和光谱特征参数数据值作为横纵坐标，制得定标曲线；

S3、平面度测试：以标准测试中的测试参数对待检测材料的各个测试区域进行激光辐照采样操作，将各个测试区域的比对特征参数与定标曲线进行比对，定量出待检测材料局部平面度信息。

2.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，所述激光辐照设备采用垂直入射的方式对定标样本、待检测材料进行聚焦脉冲激光束辐照检测。

3.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，所述激光辐照设备产生的激光束的焦平面设置在偏离标样本、待检测材料的后方。

4.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，在步骤S1中，所述通过激光诱导击穿光谱技术对定标样本进行激光辐照采样操作，逐步定量调整定标样本与激光辐照设备之间的距离，得到定标样本在与激光辐照设备不同距离下的检测数据包括：

将定标样品放置在可精密连续调节的三维移动平台；

激光辐照设备提供的脉冲激光束经过聚焦透镜后，辐照到定标样品的上端面，通过激光烧蚀产生等离子体，采集单激光脉冲引起的LIBS光谱，得到检测数据；

以设定的步长移动样品平台，使定标样品上端面到焦平面的距离相对于事先设定的初始距离逐步递增，分别采集得到不同距离下的检测数据。

5.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，在步骤S2中，所述比对特征参数包括单一元素对应的特征谱线强度/宽度，或者两个特征谱线的强度比。

6.根据权利要求5所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，在步骤S2中，定标曲线以焦平面到定标样品上端面的距离作为横坐标，以特征谱线强度或者特征谱线的强度比的数值作为纵坐标建立得到。

7.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

固定构建定标曲线时所用的设备参数；

通过激光辐照设备逐步对待检测材料表面选定的各测量区域进行测试，采集产生的激光等离子发射光谱，得到待检测材料各测量区域的检测数据；

提取待检测材料各测量区域的检测数据中的比对特征参数，将各测量区域的比对特征参数数据值与定标曲线进行比对，定量出待检测材料局部平面度的信息。

8.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法，其特征在于，在步骤S3中，所述标准测试中的测试参数包括激光辐照设备与定标样本之间的相对位置、激光参数和光谱采集参数。

9.一种基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征系统，其特征在于，包括激光辐射设备和采集设备；所述激光辐射设备用于提供测试用的脉冲激光束所述采集设备用于采集定标样品、待检测材料测试后的光谱，得到检测数据；所述系统通过激光辐射设备和采集设备，执行权利要求1-8任一项所述的基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征方法。

10.一种基于激光诱导击穿光谱技术的材料平面度表征系统，其特征在于，还包括三维移动平台，所述，三维移动平台用于搭载定标样品，并能够定量调整激光辐射设备和定标样品之间的距离。