CN105954055A - 一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统 - Google Patents

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游利兵
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    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Abstract

本发明公开了一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，包括有飞秒准分子激光系统、传输与聚焦光路、激光剥蚀池和系统控制模块，所述的飞秒准分子激光系统包括有超快固体激光器、耦合光路、紫外准分子激光器和同步控制模块，同步控制模块控制超快固体激光器和紫外准分子激光器的同步触发和延时控制信号，所述的激光剥蚀池包括有样品台、样品台控制模块、实时在线监测模块和检测系统。本发明采用飞秒准分子激光作为剥蚀光源的激光剥蚀采样系统，有效的解决激光系统的稳定性和能量限制问题，最大限度的保证检测系统的精确度、准确性，特别是消除元素分异、基体效应等的影响。

Description

一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统
技术领域
本发明涉及一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统。
背景技术
作为对材料进行原位微区检测分析的方法之一，激光剥蚀采样技术由于材料适应性广，可以对各种复杂材料逐层剥蚀，免去样品制备环节实现快速检测，并且每个激光脉冲剥蚀量在纳克量级，基本上可以看成是无损检测，该方法在地球科学、生命科学、环境科学、和材料科学研究中被广泛应用。激光剥蚀采样技术可以与很多检测方法实现有效组合，如电感耦合等离子体光谱、电感耦合等离子体质谱、激光增强等离子体光谱、激光诱导荧光光谱、激光诱导击穿光谱等。随着科学仪器技术的发展和科学研究的需求，激光剥蚀采样检测技术正在成为应用越来越广泛、技术越来越先进、研究越来越专业的检测手段。
激光剥蚀采样技术中，激光能量、激光波长、激光脉冲宽度等激光参数在激光对样品剥蚀过程中起着重要作用。由于准分子激光脉冲能量大、波长短的特性，是目前激光剥蚀采样系统中的主流激光源。
准分子激光的输出脉冲宽度通常是纳秒量级，采用脉冲宽度为飞秒量级激光的飞秒激光剥蚀采样系统可以进一步减少激光剥蚀过程中的温度效应的影响。但是，目前的飞秒激光剥蚀采样系统都是采用固体激光器来实现飞秒激光输出的，存在激光能量低、系统稳定性差、成本高的缺陷。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，包括有飞秒准分子激光系统、传输与聚焦光路、激光剥蚀池和系统控制模块，所述的飞秒准分子激光系统包括有超快固体激光器、耦合光路、紫外准分子激光器和同步控制模块，同步控制模块控制超快固体激光器和紫外准分子激光器的同步触发和延时控制信号，所述的激光剥蚀池包括有样品台、样品台控制模块、实时在线监测模块和检测系统，超快固体激光器输出的飞秒紫外激光作为种子激光经过耦合光路传输进入紫外准分子激光器，紫外准分子激光器对种子激光进行准分子激光能量放大，经过准分子激光能量放大的激光经过传输与聚焦光路传递到放在样品台上的样品上，样品台由样品台控制模块进行控制，激光对样品剥蚀过程中由实时在线监测模块实时观察，样品剥蚀产生的信号被送入检测系统进行检测和分析，系统控制模块分别控制同步控制模块、实时在线监测模块、检测系统和样品台控制模块。
所述的实时在线监测模块为显微镜或CCD相机。
所述的传输与聚焦光路包括有会聚透镜和激光反射镜，从飞秒准分子激光系统发出的激光依次经过会聚透镜的会聚和激光反射镜的反射会聚到样品上。
本发明的优点是：本发明采用飞秒准分子激光作为剥蚀光源的激光剥蚀采样系统，有效的解决激光系统的稳定性和能量限制问题，最大限度的保证检测系统的精确度、准确性，特别是消除元素分异、基体效应等的影响。
附图说明
图1为本发明原理结构示意图。
图2为激光剥蚀系池原理结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，包括有飞秒准分子激光系统、传输与聚焦光路5、激光剥蚀池和系统控制模块6，所述的飞秒准分子激光系统包括有超快固体激光器1、耦合光路2、紫外准分子激光器3和同步控制模块4，同步控制模块4控制超快固体激光器1和紫外准分子激光器3的同步触发和延时控制信号，所述的激光剥蚀池包括有样品台7、样品台控制模块8、实时在线监测模块9和检测系统10，超快固体激光器1输出的飞秒紫外激光作为种子激光经过耦合光路2传输进入紫外准分子激光器3，紫外准分子激光器3对种子激光进行准分子激光能量放大，经过准分子激光能量放大的激光经过传输与聚焦光路5传递到放在样品台7上的样品13上，样品台7由样品台控制模块8进行控制，激光对样品剥蚀过程中由实时在线监测模块9实时观察，样品剥蚀产生的信号被送入检测系统进行检测和分析，系统控制模块6分别控制同步控制模块4、实时在线监测模块9、检测系统10和样品台控制模块8。
所述的实时在线监测模块9为显微镜或CCD相机。
所述的传输与聚焦光路5包括有会聚透镜11和激光反射镜12，从飞秒准分子激光系统发出的激光依次经过会聚透镜11的会聚和激光反射镜12的反射会聚到样品13上。

Claims (3)

1.一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，其特征在于：包括有飞秒准分子激光系统、传输与聚焦光路、激光剥蚀池和系统控制模块，所述的飞秒准分子激光系统包括有超快固体激光器、耦合光路、紫外准分子激光器和同步控制模块，同步控制模块控制超快固体激光器和紫外准分子激光器的同步触发和延时控制信号，所述的激光剥蚀池包括有样品台、样品台控制模块、实时在线监测模块和检测系统，超快固体激光器输出的飞秒紫外激光作为种子激光经过耦合光路传输进入紫外准分子激光器，紫外准分子激光器对种子激光进行准分子激光能量放大，经过准分子激光能量放大的激光经过传输与聚焦光路传递到放在样品台上的样品上，样品台由样品台控制模块进行控制，激光对样品剥蚀过程中由实时在线监测模块实时观察，样品剥蚀产生的信号被送入检测系统进行检测和分析，系统控制模块分别控制同步控制模块、实时在线监测模块、检测系统和样品台控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，其特征在于：所述的实时在线监测模块为显微镜或CCD相机。
3.根据权利要求1所述的一种飞秒准分子激光剥蚀采样系统，其特征在于：所述的传输与聚焦光路包括有会聚透镜和激光反射镜，从飞秒准分子激光系统发出的激光依次经过会聚透镜的会聚和激光反射镜的反射会聚到样品上。
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