一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法及装置.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CN109884034A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910097636.5(22)申请日2019.01.31(71)申请人广东朗研科技有限公司地址523808广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区北部工业城中小科技企业创业园第4栋1层厂房申请人上海朗研光电科技有限公司华东师范大学(72)发明人曾和平牛盛(74)专利代理机构东莞市华南专利商标事务所有限公司44215代理人李慧(51)Int.Cl.G01N21/73(2006.01)G01N21/71(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法及装置(57)摘要本发明涉及元素检测技术领域，具体涉及一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法及装置，将发射的飞秒脉冲依次经过分束、时域同步和聚焦之后形成空间周期调制的等离子体光栅，采用所述等离子体光栅诱导击穿光谱对待测样品进行检测。本发明的方法将超快光学中的等离子体光栅与激光诱导击穿光谱(LIBS)相结合，既保留了LIBS技术实时、快速、微损、全元素分析等无可比拟的优势，又在一定程度克服了单束飞秒光丝钳制功率的限制，提高了自由电子密度，从而能提高元素信号强度，提高了检测灵敏度。CN109884034ACN109884034A权利要求书1/1页1.一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：将发射的飞秒脉冲激光依次经过分束、时域同步和聚焦之后形成空间周期调制的等离子体光栅，采用所述等离子体光栅诱导击穿光谱对待测样品进行检测。2.根据权利要求1所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)激光发射模块发出飞秒脉冲激光经过分束模块分束得到分束脉冲激光；(2)所述步骤(1)得到的分束脉冲激光经过时域同步模块后形成多束同步脉冲激光；(3)所述步骤(2)得到的多束同步脉冲激光经过聚焦模块后形成多束同步光丝，多束同步光丝在空间交叉形成空间周期调制的等离子体光栅；(4)所述步骤(3)得到的等离子体光栅作用于待测样品，形成等离子体荧光光谱由光谱收集模块采集并检测。3.根据权利要求2所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，经分束之后产生的分束脉冲激光的数量为至少两束。4.根据权利要求1或2所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在等离子体光栅与待测样品接触处设置有气体氛围。5.根据权利要求4所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述气体为氩气或/和氖气。6.根据权利要求4所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述气体的流速为2-10L/min。7.根据权利要求1或2所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述待测样品为固体、液体或气体中的一种或几种。8.一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的装置，其特征在于：沿着激光的发射路径依次包括激光发射模块、分束模块、时域同步模块、聚焦模块、载物模块和光谱收集模。9.根据权利要求8所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的装置，其特征在于：所述激光发射模块为脉冲激光发射模块，光脉冲宽度为飞秒量级；所述分束模块为分束片；所述聚焦模块为单片或者多片聚焦透镜构成的聚焦系统；所述光谱收集模块由荧光收集系统和光谱仪组成，所述荧光收集系统为单一聚焦透镜或者4f系统；所述光谱仪为高分辨率光谱仪。10.根据权利要求9所述的飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法，其特征在于：所述载物模块和所述聚焦模块之间设置有辅助气体模块。2CN109884034A说明书1/5页一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法及装置技术领域[0001]本发明涉及元素检测技术领域，具体涉及一种飞秒等离子体光栅诱导击穿光谱检测的方法及装置。背景技术[0002]近些年来，对常见的样品元素的检测的需求日益增多，例如对水体和土壤中重金属元素的检测来监测与治理重金属的污染，对蔬菜、茶叶等有机物中各种元素的检测来评估其对摄入人体的影响好坏。[0003]传统的物质分析检测通常采用取样后通过实验室化学试剂处理和光谱仪器进行分析的方法。虽然这些方法检测准确度高，但是传统的方法检测周期较长，不能进行快速即时检测，而且检测过程中化学试剂处理容易产生二次污染。最近，结合最新研究成果出现的一系列新型检测技术方法例如高光谱分析技术、电化学分析法、生物分析法、太赫兹分析法等，依然存在着预处理复杂、不能实时快速得出结果、容易造成二次污染等问题。能够简单预处理并快速实时分析土壤重金属含量是十分重要的。[0004]激光诱导击穿光谱(Laser-InducedBr