[發明專利]用于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的激光系統

在審

• 申請號: 201911381844.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111092359A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 宋家玉;趙高嶺;李康康;劉偉偉;李闖;韓樂樂;易玲;李向廣;蔡克亞
• 申請（專利權）人: 安圖實驗儀器（鄭州）有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01J49/16;H01J49/40
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

本發明公開了一種用于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的激光系統，包括激光器、光纖耦合器、紫外多模光纖和光斑勻化裝置；光斑勻化裝置包括光纖折彎機構和光纖振動機構；光纖折彎機構包括托板，托板的板面上間隔固定有多個凸臺，紫外多模光纖依次繞過每個凸臺；光纖振動機構包括振動底板，設置在振動底板上的振動電機，振動底板的上板面間隔設置有光纖卡扣，振動底板的下板面均布設置有橡膠減震固定支腳，紫外多模光纖卡接在至少兩個所述的光纖卡扣上。本發明優點在于解決了固體激光器產生的單模態脈沖光在多模光纖中的散射現象，達到提高基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的樣品離子化效果目的。

技術領域

本發明涉及基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀，尤其是涉及用于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的激光系統。

背景技術

在基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀（MALDI-TOFMS；以下簡稱質譜儀）中需要用激光器發射脈沖激光轟擊樣品靶，如圖4所示。現有的激光系統方案是采用氣體激光器產生的脈沖激光轟擊樣品激發出離子，氣體激光器的特性是激光脈沖的脈寬為3-5ns，頻率最大到60Hz，壽命只有幾千萬次脈沖，不能滿足1ns窄脈沖寬度和0-2.5kHz頻率的技術要求，故有部分廠家嘗試用固體激光器來代替氣體激光器。

使用固體激光器搭配外自由光路，市面上所有固體激光器均不帶光纖，由鏡片組合搭配外自由光路將激光導入質譜儀離子源，此種方案為各大廠家正在努力嘗試的設計方案，主要缺點為質譜儀內部有真空泵，真空泵持續振動導致鏡片組振動，引起導入離子源的光斑抖動，且鏡片組容易有灰塵，長期會造成光束的透過率、焦距等的不穩定，灰塵吸收激光產生的熱量會損壞鏡片，鏡片組裝配調試和維護難度大，對質譜儀性能造成不良影響。同時，采用固體激光器加光纖傳導的方案進行光束傳遞時，由于固體激光器發出的光通過整形耦合到多模光纖時，一般是不均勻對稱的光束，這樣從多模光纖出射的光束分布也不均勻，常見的會出現圓環狀、螺旋狀或者不對稱狀；另外，由于激光的單色性好因而有極高的相干性，這樣在照射面上就會有明顯的干涉斑點；這種光纖輸出光場的不均勻性和干涉散斑嚴重影響了輸出端的使用效果，使得質譜儀離子源中的樣品受到不均勻的激光光斑照射，激發出來的離子數量不穩定且數量較少、雜散離子多，對應到質譜儀的譜圖上的影響是峰型靈敏度低、分辨率低、一致性差、噪聲高，影響質譜儀對樣品鑒定的準確性。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的激光系統，以滿足基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀對窄脈寬激光、高重復頻率、光斑穩定、光束穩定的要求。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述用于基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的激光系統，包括激光器、光纖耦合器、紫外多模光纖和光斑勻化裝置；所述激光器發射出的脈沖激光經所述光纖耦合器整形后通過光纖接頭與所述紫外多模光纖輸入接口連接，紫外多模光纖輸出接口通過光纖接頭延伸至所述基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀的離子源內腔；所述光斑勻化裝置包括光纖折彎機構和光纖振動機構；所述光纖折彎機構包括托板，所述托板的板面上間隔固定有多個凸臺，紫外多模光纖的部分光纖段依次繞過每個所述凸臺；所述光纖振動機構包括振動底板，設置在所述振動底板上的振動電機，振動底板的上板面間隔設置有至少兩個光纖卡扣，振動底板的下板面均布設置有多個橡膠減震固定支腳，紫外多模光纖的部分光纖段卡接在至少兩個所述的光纖卡扣上。

所述激光器為固態激光器或固體激光器，激光脈沖寬度1ns-10ns，脈沖頻率≤2.5kHz。

所述紫外多模光纖的直徑為100-400um，數值孔徑為0.22，長度0.5m到5m。

所述振動電機的振動頻率為10-1000H。