[發明專利]一種激光誘導擊穿光譜檢測系統

有效

• 申請號: 201711307192.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108195823B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 趙天卓;樊仲維;連富強;劉洋;林蔚然;貊澤強;王璞;肖紅;聶樹真;李欣;鐘奇秀
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種激光誘導擊穿光譜檢測系統，其特征在于，包括激光誘導光源、分光單元、激光參數監測單元、光譜參數監測單元、數據篩選單元和分析單元；

其中，所述數據篩選單元分別與所述分光單元、激光參數監測單元、光譜參數監測單元和分析單元連接；

所述激光誘導光源用于向待檢測材料輸出激光以激發所述待檢測材料產生等離子體光；

所述分光單元用于對所述等離子體光進行分光，并輸出光譜數據；

所述激光參數監測單元用于監測所述激光誘導光源輸出激光的激光參數；

所述光譜參數監測單元用于監測所述分光單元輸入側等離子體光和/或輸出側光譜數據的光譜參數；

所述數據篩選單元根據所述激光參數和光譜參數對所述光譜數據進行篩選和/或修正，并輸出有效光譜數據；

所述分析單元根據所述有效光譜數據獲取所述待檢測材料的成分。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述激光參數包括能量參數、時域參數、空間參數和偏振參數中的至少一種；

所述光譜參數包括所述分光單元輸入側的等離子體光的能量強度、漂移情況以及所述分光單元輸出側的光譜數據的能量強度、信噪比和信倍比中的至少一種。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述數據篩選單元基于篩選規則，根據所述激光參數和光譜參數對所述光譜數據進行篩選，所述篩選規則通過預先設定或人工智能算法獲取。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，當所述激光參數中能量參數為多個激光脈沖輸出能量，所述篩選規則為預設數量的脈沖能量均值波動范圍時，所述數據篩選單元根據所述一個或多個脈沖輸出能量計算預設數量個所述脈沖輸出能量均值的實際波動值；若所述實際波動值在所述波動范圍內，則所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據；

當所述激光參數中空間參數為光斑分布參數，所述篩選規則為激光束光斑焦點遠場能量分布或質心漂移范圍時，所述數據篩選單元根據所述光斑分布參數計算光斑焦點遠場能量分布或質心漂移的實際數值；當所述激光參數中空間參數為光斑分布參數，所述篩選規則為激光束光斑近場能量分布或光束質量因子M²漂移范圍時，所述數據篩選單元根據所述光斑分布參數計算光斑近場能量分布或光束質量因子M²的實際數值；若所述實際數值在所述范圍內，則所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據；

當所述激光參數中偏振參數為激光偏振度，所述篩選規則為偏振范圍時，若所述激光偏振度在所述偏振范圍內，則所述數據篩選單元確認所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據；

當所述激光參數中時域參數為激光脈沖寬度，所述篩選規則為脈沖寬度范圍時，若所述激光脈沖寬度在所述脈沖寬度范圍內，則所述數據篩選單元確認所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據。

5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，當所述光譜參數為所述等離子體光的能量強度，所述篩選規則為所述等離子體光的能量均值波動范圍時，所述數據篩選單元根據所述能量強度計算所述等離子體光能量的實際波動值；若所述實際波動值在所述波動范圍內，則所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據；

當所述光譜參數為所述光譜數據的能量強度，所述篩選規則為所述光譜數據的能量均值波動范圍時，所述數據篩選單元根據所述能量強度計算所述光譜數據能量的實際波動值；若所述實際波動值在所述波動范圍內，則所述光譜數據為有效光譜數據；否則，剔除所述光譜數據。

6.根據權利要求3至5中任一權利要求所述的系統，其特征在于，當存在一個或多個所述激光參數和光譜參數時，每一所述激光參數和光譜參數對應的評價標準通過與或邏輯關系組合構成所述篩選規則。

7.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，當所述激光參數中能量參數為多個脈沖的預設波長能量時，所述數據篩選單元根據所述多個脈沖的預設波長能量獲取參考能量，根據所述參考能量等比例修正所述光譜數據，修正后的所述光譜數據為有效光譜數據。