一種利用單臺(tái)脈沖yag激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及原子光譜學(xué)，屬于光譜檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)簡(jiǎn)稱LIBS，它是近些年發(fā)展起來(lái)的一種物質(zhì)元素分析方法，是一種典型的原子發(fā)射光譜。分析對(duì)象在強(qiáng)激光脈沖作用下，使聚焦區(qū)內(nèi)的原子、分子等經(jīng)過(guò)多光子電離，產(chǎn)生初始的自由電子。當(dāng)激光功率足夠強(qiáng)，脈沖持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，自由電子在激光作用下加速。當(dāng)電子有足夠的能量去轟擊原子時(shí)，原子電離產(chǎn)生新的電子，而這些電子被加速后，又會(huì)繼續(xù)撞擊其他的原子，導(dǎo)致原子繼續(xù)電離，最終形成雪崩效應(yīng)，從而在很短的時(shí)間內(nèi)使帶電粒子數(shù)量迅速倍增，并且在整天上表現(xiàn)為近似電中性的等離子體。在激光脈沖作用結(jié)束后，形成的等離子體伴隨溫度的降低不斷膨脹。在冷卻過(guò)程中，處于激發(fā)態(tài)的原子與離子發(fā)生向低能級(jí)或基態(tài)的躍迀，同時(shí)發(fā)射出特定頻率的光子，產(chǎn)生特征譜線，其頻率和強(qiáng)度代表了分析對(duì)象包含的元素種類(lèi)和濃度信息。
[0003]經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，LIBS技術(shù)無(wú)論是在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用中都有了很大的進(jìn)步，但是目前的LIBS在實(shí)際檢測(cè)和應(yīng)用中還存在著檢測(cè)極限高、靈敏度低和受基體效應(yīng)影響大等不足，特別是與目前發(fā)展比較成熟的光譜檢測(cè)技術(shù)相比還有一定的差距。因此，近些年LIBS技術(shù)與其他光譜分析技術(shù)聯(lián)用的文獻(xiàn)相繼出現(xiàn)。雙脈沖激光激發(fā)(DP-LIBS)就是其中之一。使用一對(duì)激光脈沖來(lái)燒蝕物質(zhì)以激發(fā)更多的等離子體，第一個(gè)脈沖燒蝕產(chǎn)生等離子體，第二個(gè)脈沖加熱等離子體，從而提高LIBS檢測(cè)極限。
[0004]但是，DP-LIBS技術(shù)需要有兩臺(tái)Nd:YAG調(diào)Q激光器和相應(yīng)的光路配套系統(tǒng)，同時(shí)調(diào)整兩束激光共軸或正交也是不容易的，需要專業(yè)人員操作。這就增加了其調(diào)試的復(fù)雜性和成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置。該裝置利用分束鏡，將單束脈沖激光變?yōu)閮墒}沖激光，利用光束延時(shí)線實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩脈沖的延時(shí)控制，裝置簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，包括YAG激光器、光譜儀、光纖、聚焦透鏡、電移平臺(tái)和計(jì)算機(jī)，所述的一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，其特征在于，在光路中設(shè)有倍頻晶體和雙色鏡組成的波長(zhǎng)變換和濾光系統(tǒng)，分束鏡、反射鏡以及光束延時(shí)線，其中，激光經(jīng)過(guò)分束鏡分束，一束為透射光路，通過(guò)反射鏡導(dǎo)光，而倍頻晶體、雙色鏡和光束延時(shí)線放置于反射光路中，倍頻晶體放置于分束鏡前面，雙色鏡放置于晶體后面，光束延時(shí)線放置于雙色鏡后面。
[0008]所述的倍頻晶體為二倍頻晶體，激光經(jīng)過(guò)倍頻晶體產(chǎn)生倍頻光。
[0009]所述的雙色鏡與激光束成45度角放置，透射532nm倍頻光，反射基頻光。
[0010]與傳統(tǒng)的雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿裝置相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0011]一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，利用分束鏡將單束脈沖激光變?yōu)閮墒}沖激光，一路為YAG激光器輸出的1064nm，另一路為1064nm的激光經(jīng)過(guò)倍頻晶體和雙色鏡變換成532nm的激光，從而實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)Nd:YAG調(diào)Q激光器的功能，利用光束延時(shí)線實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩光束延時(shí)的控制，裝置簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置。
[0013]附圖標(biāo)識(shí):激光器1、分束鏡2、倍頻晶體3、雙向色鏡4、光束延時(shí)線5、反射鏡6(8)、聚焦透鏡7 (9)、樣品10、電移平臺(tái)11、光纖12、光譜儀13、計(jì)算機(jī)14。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，包括以下步驟:
[0016]第一步:激光器1輸出1064nm的激光束，經(jīng)過(guò)分束鏡2，其中，透射光經(jīng)過(guò)反射鏡8、聚焦透鏡9聚焦于樣品10的表面，樣品10置于電動(dòng)平臺(tái)11上，電動(dòng)平臺(tái)11由計(jì)算機(jī)14控制其移動(dòng)。
[0017]第二步:反射光經(jīng)過(guò)倍頻晶體3，激光波長(zhǎng)由1064nm變換成532nm，并由雙向色鏡4濾去剩余的1064nm的激光，532nm的激光束通過(guò)光束延時(shí)線5和反射鏡6，光束延時(shí)線5來(lái)用于控制反射光和透射光的延時(shí)，最后通過(guò)聚焦透鏡7聚焦于透射激光產(chǎn)生的等離子體上。
[0018]第三步:兩激光束產(chǎn)生的等離子體光譜通過(guò)光纖12耦合到光譜儀13中，光譜儀13將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步的傳輸?shù)接?jì)算機(jī)14中，計(jì)算機(jī)14進(jìn)行處理和分析最后得到樣品的含量和成分。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，包括YAG激光器、光譜儀、光纖、聚焦透鏡、電移平臺(tái)和計(jì)算機(jī)，所述的一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，其特征在于，在光路中設(shè)有倍頻晶體和雙色鏡組成的波長(zhǎng)變換與濾光系統(tǒng)，分束鏡、反射鏡以及光束延時(shí)線，其中，激光束經(jīng)過(guò)分束鏡，反射鏡放置于其透射光路中，倍頻晶體、雙色鏡和光束延時(shí)線放置于其反射光路中，倍頻晶體放置于分束鏡前面，雙色鏡放置于晶體后面，光束延時(shí)線放置于雙色鏡后面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，其特征在于，所述的倍頻晶體為二倍頻晶體，激光經(jīng)過(guò)倍頻晶體產(chǎn)生倍頻光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，其特征在于，雙色鏡與激光束成45度角放置，透射532nm倍頻光，反射基頻光。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用單臺(tái)脈沖YAG激光器實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)雙脈沖激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測(cè)的裝置，包括激光器、光譜儀、光纖、聚焦透鏡、電移平臺(tái)和計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)分別與電移平臺(tái)和光譜儀連接，光纖與光譜儀連接將光譜傳輸?shù)焦庾V儀中，其特征在于，在激光器的輸出路徑上設(shè)有分束鏡，倍頻晶體和雙向色鏡組成的波長(zhǎng)變換和濾光系統(tǒng)，激光束經(jīng)過(guò)分束鏡分成兩束，一束直接經(jīng)過(guò)反射鏡和聚焦透鏡聚焦于樣品表面，另一束激光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)變換系統(tǒng)后，產(chǎn)生波長(zhǎng)為532nm倍頻光，經(jīng)雙色鏡以及光束延時(shí)線后再作用于樣品表面。此裝置利用分束鏡實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)Nd：YAG調(diào)Q激光器的功能，利用光束延時(shí)線實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩光束延時(shí)的控制，裝置簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。
【IPC分類(lèi)】G01N21/63
【公開(kāi)號(hào)】CN204989016
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520467830
【發(fā)明人】周衛(wèi)東, 陳芳芳, 王全基
【申請(qǐng)人】浙江師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日