[發明專利]一種激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法

有效

• 申請號: 200910056469.6
• 申請日: 2009-08-14
• 公開（公告）號: CN101995395A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 龔輝
• 申請（專利權）人: 上海鐳立激光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/64;G01N21/65;G01N21/01;G06F17/30
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 嚴新德

1.一種激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，包括一個利用激光照射被測樣品同時利用光譜儀探測被測樣品的熒光激發光譜、等離子體光譜或拉曼光譜的第一步驟，并包括一個將被測樣品的熒光激發光譜、等離子體光譜或拉曼光譜與現有圖譜比對的第二步驟，其特征在于：在所述的第一步驟中，利用計算機或智能手機采集光譜儀探測得到的熒光激發光譜、等離子體光譜或拉曼光譜的圖像信號，然后將所述的圖像信號傳遞到一個中心服務器，所述的中心服務器通過數據交換系統與一個預設的多種光譜聯合指紋數據庫連接，所述的多種光譜聯合指紋數據庫中設置有材料和物質的熒光激發光譜、等離子體光譜和拉曼光譜的標準光譜指紋數據，在所述的第二步驟中，中心服務器接收來自計算機或智能手機的光譜圖像信號，與多種光譜聯合指紋數據庫中的標準光譜指紋數據進行比對分析，然后確定被測樣品的材料性質，將比對結果返回計算機。

2.如權利要求1所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，其特征在于：所述的計算機或智能手機通過網絡與中心服務器連接。

3.如權利要求1所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，其特征在于：在所述的第二步驟中，中心服務器通過數據交換系統從多種光譜聯合指紋數據庫中調用標準光譜指紋數據，然后采用聚類分析方法或者人工神經網絡方法對來自計算機的被測樣品的光譜圖譜進行解讀、比較和判斷，最終得到被測材料成分和特性。

4.如權利要求3所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，其特征在于：所述的聚類分析方法包括了劃分方法、或者層次方法、或者基于密度的方法、或者基于網格的方法、或者基于模型的方法。

5.如權利要求4所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，其特征在于：所述的人工神經網絡方法是模仿動物神經網絡行為特征、進行分布式并行信息處理的算法數學模型，通過預先提供的一批相互對應的標準光譜指紋數據和材料數據，分析標準光譜指紋數據和材料數據之間的規律，最終根據這些規律，用新輸入的標準光譜指紋數據來推算材料數據。

6.如權利要求1所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法，其特征在于：在所述的第一步驟中，采用多波長亞納秒脈沖激光作為光譜激勵光源。

7.一種實現如權利要求1所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的方法的系統，由激光器、激光諧波變換系統、光學聚焦系統、樣品室、光學采集透鏡、光纖光譜儀以及智能手機或PC機、中心服務器、數據交換系統和激光誘導多種光譜聯合指紋網絡數據庫構成，其特征在于：所述的激光諧波變換系統、光學聚焦系統和樣品室均設置在激光器的激光出射光路中，光學聚焦系統設置在激光器與樣品室之間，激光諧波變換系統設置在激光器與光學聚焦系統之間，所述的光學采集透鏡設置在與樣品室的激發光路成15到165度之間的夾角的位置上，所述的光纖光譜儀的輸入端設置在光學采集透鏡的焦點處，光纖光譜儀的輸出端與所述的智能手機或PC機連接，智能手機或PC機通過網絡與所述的中心服務器連接，中心服務器通過所述的數據交換系統與所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡數據庫連接。

8.如權利要求7所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的系統，其特征在于：所述的激光器和光纖光譜儀均與一個電池連接。

9.如權利要求7所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的系統，其特征在于：所述的激光器采用微片激光器，利用所述的微片激光器產生亞納秒脈沖激光，脈沖寬度小于1ns，激光諧波變換系統中使用KTP、LBO、BBO和KDP光學晶體組合實現產生1000-1100nm波長的基頻光、500-550nm波長的二次諧波和333-367nm波長的三次諧波以及250-275nm波長的四次諧波。

10.如權利要求7所述的激光誘導多種光譜聯合指紋網絡在線檢測材料的系統，其特征在于：所述的光纖光譜儀采用光纖作為信號耦合器件，將光學采集透鏡的焦點處的被測光耦合到光譜儀中。