[实用新型]一种用于火星物质成份探测的联合激光诱导光谱系统

摘要

本专利公开了一种用于火星物质成份探测的联合激光诱导光谱系统。该系统包括卡式望远镜、ICCD光谱仪、激光测距机、主控制器及数据分析系统、多通道数字延时脉冲发生器、1064nm扩束镜、1064nm高能脉冲激光器、倍频扩束组件及辅助光机组件。基于该系统可联合激光诱导等离子体光谱技术与激光诱导时域分辨荧光光谱技术实现对火星物质成份的探测。本专利的有益效果是，提供了一种火星物质识别的联合激光光谱方法，该方法融合了LIBS光谱探测及LIF时域分辨光谱技术，可发挥各自的优势，有效扩大火星表面物质元素探测的范围。在有效扩大元素探测范围的同时，对两种激光光谱技术采用同一激光源与同一探测器，保持了整个系统的紧凑便捷性。

主权项

一种用于火星物质成份探测的联合激光光谱系统，它包括卡式望远镜、ICCD光谱仪、激光测距机、主控制器及数据分析系统、多通道数字延时脉冲发生器、1064nm扩束镜、1064nm高能脉冲激光器、倍频扩束组件及辅助光机组件，其特征在于：所述的倍频扩束组件(22)由三倍频晶体(23)和355nm扩束镜(24)组成；辅助光机组件包括全反镜(7)、采集透镜组(8)、光谱信号采集光纤(10)、全反镜运动控制器(15)、切换控制器(21)、多色镜(26)和次镜运动控制器(28)；所述的主控制器及数据分析系统(17)用于给多通道数字延时脉冲发生器(18)、激光测距机(16)、切换控制器(21)、次镜运动控制器(28)以及全反镜运动控制器(15)发控制指令；接收激光测距机(16)输出的测距信息与ICCD光谱仪(12)输出的光谱信号；此外，还用于发控制指令给ICCD光谱仪(12)，设定ICCD面阵探测器(14)的曝光时间；多通道数字延时脉冲发生器(18)用于给1064nm高能脉冲激光器(20)发启动脉冲，给ICCD面阵探测器(14)发快门启动脉冲，并可调节控制它们之间的延时；1064nm高能脉冲激光器(20)发射的脉冲激光经1064nm扩束镜(19)扩束，形成与望远镜出入孔(29)直径匹配的1064nm脉冲激光束，为LIBS激光源；1064nm高能脉冲激光器(20)发射的脉冲激光经倍频扩束组件(22)中的三倍频晶体(23)后，得到355nm脉冲激光，再经355nm扩束镜(24)后，形成与望远镜出入孔(29)直径匹配的355nm脉冲激光束，该脉冲激光束位于紫外段，可作为LIF激光源；1064nm扩束镜(19)与倍频扩束组件(22)固定联接，由切换控制器(21)进行控制、轮流切换进入光路，从而实现LIBS与LIF激光源之间的切换；主光轴(3)与第二光轴(27)垂直；多色镜(26)两面分别镀有可见光段高反膜与1064nm、355nm高透膜，它与主光轴(3)、第二光轴(27)夹角均为45度；全反镜(7)与多色镜(26)平行安装；第三光轴(25)与第二光轴(27)垂直，与主光轴(3)平行。