一种发射光谱采集装置、时间分辨光谱采集系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112763478A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202110055141.3(22)申请日2021.01.15(71)申请人青岛金谱晟科技有限公司地址266000山东省青岛市自由贸易试验区青岛片区太白山路172号中德生态园双创中心1203室(72)发明人卢璟(74)专利代理机构合肥晨创知识产权代理事务所(普通合伙)34162代理人康培培(51)Int.Cl.G01N21/71(2006.01)G01N21/01(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种发射光谱采集装置、时间分辨光谱采集系统及方法(57)摘要本申请实施例公开了一种发射光谱采集装置、时间分辨光谱采集系统及方法，所述装置包括支撑架，准直单元，分光单元，第一光谱采集组件，所述第一收集透镜用于将第一光束聚焦耦合至第一光纤光谱仪，获得第一等离子体发射光谱；第二光谱采集组件，所述第二光谱采集组件用于将第二光束聚焦耦合至第二光纤光谱仪，获得第二等离子体发射光谱。在本申请实施例中，由于激光诱导击穿产生等离子体是一个瞬态过程，双光纤光谱仪时间差分采集，弥补了单个光纤光谱仪，在采集同一个等离子体的时间分辨光谱时时间门宽太大的问题，利用两个光纤光谱仪得到的等离子体光谱相减，可以间接地得到等离子体在微秒量级时间间隔下的时间分辨光谱。CN112763478ACN112763478A权利要求书1/2页1.一种等离子体发射光谱采集装置，其特征在于，包括：支撑架，所述支撑架包括沿第一方向设置的第一支架和沿第二方向设置的第二支架，所述第一支架和所述第二支架垂直设置；准直单元，所述准直单元设置在所述第一支架上，用于将激光诱导击穿产生的等离子体发射光准直为与所述第一方向平行的光束；分光单元，所述分光单元设置在所述第一支架和所述第二支架的交叉位置，用于将所述光束平分为第一光束和第二光束，所述第一光束沿所述第一方向传播，所述第二光束沿所述第二方向传播；第一光谱采集组件，所述第一光谱采集组件包括设置在所述第一支架上的第一收集透镜和第一光纤光谱仪，所述第一收集透镜用于将所述第一光束聚焦耦合至所述第一光纤光谱仪，获得第一等离子体发射光谱；第二光谱采集组件，所述第二光谱采集组件包括设置在所述第二支架上的第二收集透镜和第二光纤光谱仪，所述第二收集透镜用于将所述第二光束聚焦耦合至所述第二光纤光谱仪，获得第二等离子体发射光谱。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一支架上设有第一同轴调整精密镜架和第二同轴调整精密镜架，所述第一同轴调整精密镜架和所述第二同轴调整精密镜架分别设置在所述分光单元的两侧；和/或，所述第二支架上设有第三同轴调整精密镜架。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光谱采集组件包括设置在所述第一支架上的第一收集镜架，所述第一收集透镜设置在所述第一收集镜架内；和/或，所述第二光谱采集组件包括设置在所述第二支架上的第二收集镜架，所述第二收集透镜设置在所述第二收集镜架内。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光谱采集组件包括设置在所述第一支架上的第一套筒，所述第一套筒用于去除所述第一光束的杂光干扰；和/或，所述第二光谱采集组件包括设置在所述第二支架上的第二套筒，所述第二套筒用于去除所述第二光束的杂光干扰。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述准直单元为准直透镜。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光单元包括分光片或棱镜。7.一种等离子体时间分辨光谱采集系统，其特征在于，包括：权利要求1‑6任一项所述的等离子体发射光谱采集装置、数字信号发生器和上位机；所述数字信号发生器用于分别设置所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪触发信号延时时间，且所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪的触发信号延时时间不同；所述上位机用于对所述第一等离子体发射光谱和所述第二等离子体发射光谱进行差值计算，获得等离子体时间分辨光谱。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪的触发延时时间差为0.5μs‑1.5μs。9.一种等离子体时间分辨光谱采集方法，其特征在于，采用权利要求7或8所述的系统，2CN112763478A权利要求书2/2页所述方法包括：设置触发信号延时，分别设置所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪触发信号延时时间，其中，所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪的触发信号延时时间不同；分别通过所述第一光纤光谱仪和所述第二光纤光谱仪进行光谱采集，获得第一等离子体发射光谱和第二等离子体发射光谱；对所述第一等离子体发射光谱和第二等离子体发射光谱进行差值计算，获得等离子体时间分辨光谱。10.根据权利要求9所述的方法，