[發明專利]增強等離子體光譜強度和重復性的系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202111641168.7
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114509424A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 王銳;馬曉紅
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 王歡;劉芳

本申請涉及等離子體設備技術領域，尤其涉及一種增強等離子體光譜強度和重復性的系統及其使用方法，旨在解決樣品表面形成的等離子體的能量較低，導致等離子體光譜強度和重復性較低的問題。該系統包括具有容納腔的殼體、激光器、光譜檢測器、圖像采集器和等離子體能量增加器，殼體具有多個朝向不同的殼壁，殼壁上開設有連通外部與容納腔的通孔，激光器、圖像采集器和光譜檢測器分別安裝于不同的殼壁的通孔處，并分別用于在樣品表面生成等離子體、采集等離子體的圖像和檢測等離子體的光譜，通過在殼體上增設等離子體能量增加器，可以增加等離子體的能量，進而增強等離子體的光譜強度和重復性。

技術領域

本申請涉及等離子體設備技術領域，尤其涉及一種增強等離子體光譜強度和重復性的系統及其使用方法。

背景技術

等離子體是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態，廣泛存在于宇宙中，常被視為是物質的第四態，被稱為等離子態。

激光誘導擊穿光譜(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技術通過超短脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，進而對等離子體發射光譜進行分析以確定樣品的物質成分及含量。相關技術中，LIBS系統包括一個激光發射裝置、樣品夾持裝置、圖像采集裝置和光譜儀，激光發射裝置向樣品表面發射脈沖激光并形成等離子體，圖像采集裝置和光譜儀分別采集脈沖激光聚焦樣品表面后的等離子體的圖像和光譜，通過對采集的等離子體的圖像和光譜進行分析以確定樣品的物質成分及含量。

然而，樣品表面形成的等離子體的能量較低，導致等離子體光譜強度和重復性較低。

發明內容

本申請提供一種增強等離子體光譜強度和重復性的系統及其使用方法，旨在解決樣品表面形成的等離子體的能量較低，導致等離子體光譜強度和重復性較低的問題。

為了實現上述目的，第一方面，本申請提供一種增強等離子體光譜強度和重復性的系統，包括殼體、激光器、光譜檢測器、圖像采集器和等離子體能量增加器，等離子體能量增加器安裝于殼體，殼體內部具有容納腔，殼體具有多個朝向不同的殼壁，殼壁上開設有連通外部與容納腔的通孔，至少一個殼壁上的通孔為樣品輸送口；

激光器、光譜檢測器和圖像采集器分別安裝于不同的殼壁的通孔處。

本申請提供的增強等離子體光譜強度和重復性的系統，包括具有容納腔的殼體、激光器、光譜檢測器、圖像采集器和等離子體能量增加器，殼體具有多個朝向不同的殼壁，殼壁上開設有連通外部與容納腔的通孔，至少一個殼壁上的通孔為樣品輸送口，并通過樣品輸送口將樣品輸送至容納腔中，激光器、圖像采集器和光譜檢測器分別安裝于不同的殼壁的通孔處，并分別用于在樣品表面生成等離子體、采集等離子體的圖像和檢測等離子體的光譜，通過在殼體上增設等離子體能量增加器，可以增加等離子體的能量，進而增強等離子體的光譜強度和重復性。

在上述的增強等離子體光譜強度和重復性的系統中，可選的是，還包括樣品夾持機構，樣品夾持機構包括操作件、夾持連接件和樣品夾持件，樣品夾持件用于夾持待測樣品；

樣品夾持件位于容納腔中，操作件位于容納腔外，夾持連接件的第一端與樣品夾持件連接，夾持連接件的第二端穿過樣品輸送口并與操作件連接。

在上述的增強等離子體光譜強度和重復性的系統中，可選的是，等離子體能量增加器包括磁場調節器，磁場調節器安裝在殼體的容納腔中；

磁場調節器包括磁體安裝件、兩個磁體、兩個調節件和兩個磁體夾持件，兩個磁體夾持件分別位于磁體安裝件的相對兩側，兩個磁體分別夾持在兩個磁體夾持件中，兩個調節件分別靠近兩個磁體夾持件設置，用于調整兩個磁體夾持件之間的間距；

兩個磁體分別位于樣品夾持件的相對兩側。

在上述的增強等離子體光譜強度和重復性的系統中，可選的是，等離子體能量增加器包括輔助激光器，輔助激光器安裝在殼壁的通孔處；