[发明专利]分析固体样品的方法和设备

权利要求书

1.一种分析固体样品的方法，包括步骤：

(a)准备具有频率至少为100Hz和半宽等于或小于1微秒的一脉冲激光束；

(b)确定激光辐射范围，使能量密度满足以下公式：

              Q＞t^1/2×α/r式中

Q代表能量密度(J/cm²)。

t代表脉冲的半宽，

α代表固体样品的固有参数，和

r代表激光束的吸收率；

(c)将具有所述辐射范围的脉冲激光束辐射到惰性气流中的固体样品的表面，使固体样品部分气化产生细小颗粒；

(d)对已在(c)步骤中被脉冲激光束辐射的表面重复步骤(c)，以产生更多的细小颗粒；

(e)将步骤(c)和(d)中形成的所述的细小颗粒传送到一个探测器；和

(f)在探测器中进行元素分析。

2.根据权利要求1的方法，其中辐射脉冲激光束的步骤(c)包括从一个含有半导体激光器的激光振荡装置发出脉冲激光束。

3.根据权利要求2的方法，其中所述激光振荡装置包括：

一个发射激光束的半导体激光器；

一个接收从上述半导体激光器中产生的激光束并通过光学放大使一个单模激光束产生振荡的激光棒；和

一个将上述半导体激光器与上述激光棒连接起来的一个光缆。

4.根据权利要求2的方法，其中所述激光振荡装置包括：

一个发射激光束的半导体激光器；

一个接收并光学放大由所述半导体激光器发射的所述激光的激光棒；和

放置在所述激光棒两端的谐振器。

5.根据权利要求4的方法，其中所述激光振荡装置还包括一个把上述半导体激光器和上述激光棒连接起来的光缆。

6.根据权利要求1的方法，其中辐射脉冲激光束的步骤(c)包括通过二维扫描来辐射脉冲激光束，以使辐射区域可以相互重叠。

7.根据权利要求1的方法，其中所述激光辐射的区域在直径为10-500μm的范围内。

8.根据权利要求1的方法，其中重复步骤(c)的步骤(d)至少要执行二次。

9.一种分析固体样品的设备，包括：

包括一个半导体激光器的激光振荡装置；

将上述激光振荡装置发出的振荡激光束聚焦的聚焦装置；

将聚焦的激光束辐射到上述固体样品表面使上述样品部分气化并产生细小颗粒的辐射装置；

一个对细小颗粒进行元素分析的分析仪；和

将细小颗粒输入到上述分析仪的传送装置。

10.根据权利要求9的设备，其中所述的激光振荡装置包括：

一个接收上述半导体激光器发出的激光并光学放大发射的单模激光束的激光棒；和

一个连接上述半导体激光器和上述激光棒的光缆。

11.根据权利要求9的设备，其中上述激光振荡装置包括：

一个接收和光学放大来自上述半导体激光器的激光束的激光棒；和

位于上述激光棒两端的谐振器。

12.根据权利要求11的设备，其中上述激光振荡装置还包括一个连接上述半导体激光器和上述激光棒的光缆。

13.根据权利要求9的设备，其中上述激光振荡装置由一个作为激光源的半导体激光器，一个连续振荡一个Q开关激光束的固体激光介质，和一个Q开关元件组成；

上述聚焦装置包括一个把上述激光振荡装置发出的激光束聚焦到样品表面的聚光镜，和

一个用来摆动激光束的焦点，使之在上述样品的上述表面以预定幅度摆动的焦点摆动装置；并且

所述传送装置包括一个通过与上述样品紧密接触将上述细小颗粒样品送到上述分析仪的传送单元。

14.根据权利要求11的设备，其中上述焦点摆动装置包括透镜摆动装置，用于使上述的聚光镜在预定的幅值内在垂直于辐射激光束的平面上作水平和垂直的摆动。