[实用新型]一种基于双脉冲散焦预烧蚀的激光诱导击穿光谱探测系统

摘要

本专利公开了一种基于双脉冲散焦预烧蚀的激光诱导击穿光谱探测系统。它采用比例分光镜把脉冲激光分为两路，一路经过散焦光路，另一路经过延时聚焦光路。经过散焦光路的第一路激光脉冲在样品靶材表面上预烧蚀产生一定直径的圆形平整表面，然后由经过延时聚焦光路的第二路激光脉冲在该平整表面上准确聚焦激发LIBS效应。该双脉冲散焦预烧蚀LIBS系统可有效消除传统LIBS中烧蚀孔效应的影响，从而提高LIBS探测的精度。

主权项

一种基于双脉冲散焦预烧蚀的激光诱导击穿光谱探测系统，它包括比例分光镜、固体脉冲激光器、光学延迟线、反射镜、倍频晶体、扩束镜、聚焦透镜、反射镜、双色镜、透镜、光纤光谱仪和计算机，其特征在于：固体脉冲激光器（2）发出波长1064nm的重复频率为10Hz的纳秒级脉冲激光，经过3比7比例分光镜（1）分成两路：第一路为散焦光路，穿过比例分光镜（1）的具有70%能量的第一路脉冲激光经过倍频晶体（7）后转变为波长为532nm的脉冲激光，经扩束镜A（8）扩束、聚焦透镜A（11）会聚，通过双色镜（13）打到样品靶材（15）上，聚集透镜A（11）的焦距大于它到样品靶材表面的距离，即处于散焦状态，样品靶材（15）表面获得一定直径的均匀激光光斑（14），在光斑范围内的样品靶材表面被均匀烧蚀，产生一定直径的圆形平整表面；第二路为延时聚焦光路，经比例分光镜（1）反射的具有30%能量的第二路脉冲激光经反射镜A（4）反射，光学延迟线（3）延时，反射镜B（5）反射，反射镜C（6）反射，扩束镜B（9）扩束，聚焦透镜B（10）会聚，反射镜D（12）反射，经双色镜（13）反射后，打到样品靶材上，聚集透镜B（10）的焦距等于它到样品靶材表面的距离，即处于合焦状态，激光在样品靶材表面形成一个聚焦点，使聚焦点上脉冲激光功率密度大于LIBS所需的功率密度阈值，可产生LIBS效应；精确调节光学延迟线（3），让第二路激光脉冲产生一定的延时，使得在第一路激光脉冲均匀烧蚀获得平整表面后第二路激光脉冲到达。