[发明专利]一种光谱检测元素分布的微区扫描装置及其微区扫描方法

摘要

本发明公开了一种光谱检测元素分布的微区扫描装置及其微区扫描方法。微区扫描装置包括激光器、微波发生器、脉冲延时发生器、准直系统、光束转折器、微处理器、光谱仪、光学聚焦系统、光谱收集器、成像系统、光分束器、三维移动平台、电机控制器。微波发生器发出微波脉冲并控制微波脉冲，激发激光光束与样品因相互作用产生的等离子体。样品放置于三维移动平台上，光分束器位于光束转折器的光直线出口光路上，成像系统与光谱收集器分别位于光分束器的两路光分路上。成像系统与脉冲延时发生器、微处理器分别电性连接，并对样品进行成像。微处理器电性连接电机控制器，电机控制器驱动三维移动平台。本发明还提供所述微区扫描装置的微区扫描方法。

主权项

1.一种光谱检测元素分布的微区扫描装置；其包括激光器(1)、微波发生器(2)、脉冲延时发生器(3)、准直系统(5)、光束转折器(6)、微处理器(8)、光谱仪(9)、光学聚焦系统(13)、光谱收集器(20)；脉冲延时发生器(3)与激光器(1)、微波发生器(2)、光谱仪(9)分别电性连接，光谱仪(9)还与光谱收集器(20)、微处理器(8)分别电性连接；光束转折器(6)的光转折入口、准直系统(5)均位于激光器(1)的光路上，准直系统(5)位于激光器(1)与光束转折器(6)之间；样品(11)和光学聚焦系统(13)均位于光束转折器(6)的光转折出口的光路上，光学聚焦系统(13)位于样品(11)与光束转折器(6)之间；微波发生器(2)发出微波脉冲并控制微波脉冲，对激光光束与样品(11)因相互作用而产生的高温、高密度的等离子体(10)进行激发；其特征在于：所述微区扫描装置还包括成像系统、光分束器(12)、三维移动平台(17)、电机控制器(21)；样品(11)放置于三维移动平台(17)上；光分束器(12)位于光束转折器(6)的光直线出口光路上，所述成像系统与光谱收集器(20)分别位于光分束器(12)的两路光分路上；所述成像系统与脉冲延时发生器(3)、微处理器(8)分别电性连接，并对样品(11)进行成像；微处理器(8)电性连接电机控制器(21)，电机控制器(21)驱动三维移动平台(17)；脉冲延时发生器(3)控制激光器(1)、微波发生器(2)、光谱仪(9)及所述成像系统之间的时序；所述成像系统对样品(11)进行成像，并确定样品(11)的各烧蚀点(23)的坐标，微处理器(8)根据烧蚀点(23)的坐标控制三维移动平台(17)的移动；脉冲延时发生器(3)触发激光器(1)发出脉冲式激光光束，激光光束通过准直系统(5)准直后，经光学聚焦系统(13)将激光光束的能量聚焦于样品(11)的表面，激光光束与样品(11)相互作用产生高温、高密度的等离子体(10)；脉冲延时发生器(3)然后触发微波发生器(2)，微波发生器(2)发出微波脉冲并控制微波脉冲对等离子体(10)再次激发，脉冲延时发生器(3)再触发光谱仪(9)对等离子体(10)产生的光谱信号进行采集，完成了一次光谱信号的采集；然后电机控制器(21)根据烧蚀点(23)坐标的设计，控制三维移动平台(17)移至下一个烧蚀点(23)，开始第二个烧蚀点的光谱信号采集；所述成像系统包括成像镜头(22)、探测器(19)；成像镜头(22)通过光分束器(12)对样品(11)进行成像，探测器(19)根据所述成像确定样品(11)的各烧蚀点(23)的坐标；成像镜头(22)、探测器(19)一方面分别与脉冲延时发生器(3)电性连接，另一方面还分别与微处理器(8)电性连接。