[發(fā)明專(zhuān)利]采用多脈沖激光誘導(dǎo)等離子體光譜分析設(shè)備檢測(cè)鋼鐵樣品成分的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610717184.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107782715B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫輝;樊仲維
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/71
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/71
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

1.使用一種激光誘導(dǎo)等離子體光譜分析設(shè)備來(lái)檢測(cè)鋼鐵樣品成分的方法，其中該設(shè)備包括激光器、激光導(dǎo)入系統(tǒng)、光譜導(dǎo)出及收集系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和光譜接收系統(tǒng)，其中，光譜導(dǎo)出及收集系統(tǒng)包括光譜導(dǎo)出子系統(tǒng)及光譜收集子系統(tǒng)，激光器和光譜接收系統(tǒng)由同一脈沖發(fā)生器發(fā)送指令控制，激光器發(fā)射激光通過(guò)激光導(dǎo)入系統(tǒng)聚焦至樣品處，使樣品表面形成等離子體、生成激光誘導(dǎo)光譜并通過(guò)光譜導(dǎo)出子系統(tǒng)將所產(chǎn)生的熒光導(dǎo)出至光譜收集子系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)收集光譜的計(jì)算、處理和分析以便對(duì)樣品中所含元素進(jìn)行定性和定量檢驗(yàn)，其中所述激光器是全固態(tài)再生放大皮秒激光器，并且通過(guò)在再生放大技術(shù)與調(diào)Q方式之間的切換，分別使用再生放大技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)皮秒脈寬的激光誘導(dǎo)光源輸出或通過(guò)使用調(diào)Q方式來(lái)實(shí)現(xiàn)納秒脈寬的激光誘導(dǎo)光源輸出，所述方法包括以下步驟：

1)所述激光器通過(guò)使用調(diào)Q方式來(lái)實(shí)現(xiàn)納秒脈寬的激光誘導(dǎo)光源輸出，讓輸出的納秒激光脈沖通過(guò)激光導(dǎo)入系統(tǒng)被聚焦至樣品處，使樣品表面形成等離子體，2)然后，所述激光器通過(guò)再生放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)皮秒脈寬的激光誘導(dǎo)光源輸出，讓輸出的皮秒激光脈沖也通過(guò)激光導(dǎo)入系統(tǒng)被聚焦至樣品處，由于納秒激光脈沖照射所形成的等離子體而增強(qiáng)譜線發(fā)射，生成譜線增強(qiáng)的激光誘導(dǎo)光譜，3)所生成的誘導(dǎo)光譜通過(guò)光譜導(dǎo)出子系統(tǒng)將產(chǎn)生的熒光導(dǎo)出至光譜收集子系統(tǒng)；4)通過(guò)對(duì)所收集光譜的計(jì)算、處理和分析，完成對(duì)樣品中所含元素的定性和定量檢驗(yàn)；

其中再生放大技術(shù)是指：皮秒種子源的光束通過(guò)磁光隔離器注入再生放大器中，激光束在再生放大器里來(lái)回往復(fù)，單脈沖能量逐次放大到最大值，然后通過(guò)磁光隔離器射出再生放大器，實(shí)現(xiàn)皮秒脈寬的激光輸出；

調(diào)Q方式是指：通過(guò)機(jī)械快門(mén)阻擋種子光，同時(shí)讓光電開(kāi)關(guān)工作在調(diào)Q模式，通過(guò)調(diào)Q方式來(lái)實(shí)現(xiàn)納秒脈寬的激光輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中激光導(dǎo)入系統(tǒng)的激光聚焦為可調(diào)焦距方式，和光譜收集子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為可調(diào)焦距系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中輸出的納秒激光脈沖和輸出的皮秒激光脈沖都通過(guò)同樣的輸出和聚焦光路，保證并使得這兩個(gè)脈沖激光聚焦在待測(cè)樣品上相同位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中激光器通過(guò)使用一種電控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在再生放大技術(shù)與調(diào)Q方式之間的切換，所述電控系統(tǒng)包括：主控單元、LD驅(qū)動(dòng)單元、溫度控制單元、射頻控制單元和外空單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中再生放大全固體皮秒激光器的工作方式是：種子源光束通過(guò)磁光隔離器注入再生放大器，激光束在再生放大器里來(lái)回往復(fù)，單脈沖能量逐次放大到最大值，然后通過(guò)磁光隔離器射出再生放大器，通過(guò)使用再生放大技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)皮秒脈寬的激光輸出，另外通過(guò)機(jī)械快門(mén)阻擋種子光，同時(shí)讓電光開(kāi)關(guān)工作在調(diào)Q模式，通過(guò)調(diào)Q方式來(lái)實(shí)現(xiàn)納秒脈寬的激光輸出，從而產(chǎn)生皮秒和納秒兩種規(guī)格的激光脈寬。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，激光器的電控單元具備外觸發(fā)控制功能、保護(hù)電路、溫度預(yù)警功能。