CN200944093Y - 模拟深空环境的样品激发光谱信息装置 - Google Patents

模拟深空环境的样品激发光谱信息装置 Download PDF

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CN200944093Y CN 200620044880 CN200620044880U CN200944093Y CN 200944093 Y CN200944093 Y CN 200944093Y CN 200620044880 CN200620044880 CN 200620044880 CN 200620044880 U CN200620044880 U CN 200620044880U CN 200944093 Y CN200944093 Y CN 200944093Y
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吕刚
舒嵘
亓洪兴
何志平
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Abstract

本实用新型涉及模拟深空环境的样品激发光谱信息装置，该装置由真空样品室、置于真空样品室顶部的会聚透镜、由真空室内穿墙而过的探测等离子体光谱的光纤探测组件、置于真空样品室内固定光纤探测组件中的探头的微调支架、放置样品的可调载物台组成。本实用新型的优点在于：样品激发在真空室内进行，光纤探头深入真空室内部，可以直接在真空状态下探测激发光谱，模拟了深空环境条件下的激发光谱信息，可以验证激光诱导离解光谱探测技术应用于深空探测的可行性。本装置最高真空度可抽至5×10－5Pa。

Description

模拟深空环境的样品激发光谱信息装置
技术领域
本实用新型涉及激光诱导离解光谱探测系统，具体是指该探测系统中的模拟深空环境的样品激发光谱信息装置。
背景技术
激光诱导离解光谱探测技术(简称LIBS)是基于激光技术和光谱技术的有机结合，是一种新型的物质元素探测分析技术。其工作机制为：高能脉冲激光束透过会聚透镜会聚于物质表面，在极短时间内使会聚点处的微量物质气化、电离形成高温高压的等离子体，等离子体中被激发到高能态的粒子在衰变过程中辐射出等离子体光谱，把这些谱线收集起来作高分辨率的光谱分析就可以提取各种元素的原子谱线和离子谱线；各种元素都具有与其对应的标准原子谱线和离子谱线，通过分析原子谱线和离子谱线的波长就可以确定元素的种类，通过分析谱线的相对强度可以反演元素的含量。LIBS可以进行任意物理状态(固、液、气)物质的非破坏性、非侵入性、多元素同步探测；它无需样品准备，具有自清洁能力；可以实现远距离快速遥感探测，具有ppm量级的探测限。正因为LIBS的这些探测优势，随着激光器件和光谱探测器件技术水平的不断提高，世界范围内LIBS已经在环境监测、矿业开采、生物医学、国家安全等领域得到应用，并逐步深入到深空探测领域。
LIBS应用于深空探测领域要涉及到星球表面不同等级的低压环境，气压条件对激光诱导离解过程的影响比较大，因此建立深空模拟环境，以验证激光诱导离解光谱技术应用于深空探测的可行性是非常必要的。所谓深空模拟环境即是为样品建立高真空激光激发光谱信息装置。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种模拟深空环境的样品激发光谱信息装置。
本实用新型的样品激发光谱信息装置，包括：样品室、会聚透镜、探测等离子体光谱的光纤探测组件、固定光纤探测组件中的探头的微调支架、放置样品的可调载物台。
样品室由底座通过O型密封圈与筒体密封连接，筒体侧壁置有可拆卸的真空密封视窗和真空抽气阀，由此构成一个真空腔体。
底座上置有载物台支柱，载物台与载物台支柱通过螺纹连接，并可通过螺纹调节载物台的高低。
在底座上，在载物台的旁边，置有固定光纤探测组件中光纤探头的“T”字形支架，探头通过螺钉固定在“T”字形支架的横杆上，“T”字形支架的横杆由螺钉固定并可上下调节。
筒体顶部置有通过O型密封圈密封的会聚透镜和光纤引出管道。
与引出管道依次真空密封连接有A真空快卸卡箍、波纹管、B真空快卸卡箍。
光纤探测组件由一光纤、光纤一端装有探头、另一端装有真空光纤接头组成。
真空光纤接头与B真空快卸卡箍密封连接，装有探头的光纤串过波纹管、A真空快卸卡箍、光纤引出管道、进入样品室，通过螺钉固定在“T”字形支架的横杆上，完成光纤从真空室外进入真空室内。
本实用新型的优点在于：
样品激发在真空室内进行，光纤探头深入真空室内部，可以直接在真空状态下探测激发光谱，模拟了深空环境条件下的激发光谱信息，可以验证激光诱导离解光谱探测技术应用于深空探测的可行性。
附图说明
图1为本实用新型装置的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型装置作进一步的详细说明：
样品室由底座1通过O型密封圈与筒体2密封连接，筒体侧壁置有可拆卸的真空密封视窗3和真空抽气阀4，由此构成一个真空腔体。视窗用于存取样品和观察样品被激光激发的状态。
底座上置有载物台支柱5，载物台6与载物台支柱通过螺纹连接，并可通过螺纹调节载物台的高低。使经会聚透镜入射的激光束聚焦在样品上。
在底座上，在载物台的旁边，置有固定光纤探测组件中的探头的“T”字形支架7，探头通过螺钉701固定在“T”字形支架的横杆702上，“T”字形支架的横杆由螺钉703固定并可上下调节。
筒体顶部置有通过O型密封圈密封的会聚透镜8和光纤引出管道9。会聚透镜的作用是将激光束聚焦在载物台的样品上。
与引出管道依次真空密封连接有A真空快卸卡箍10、波纹管11、B真空快卸卡箍12。
光纤探测组件由一光纤13、光纤一端装有探头14、另一端装有真空光纤接头15组成。所说的探头14是一个汇聚透镜。
真空光纤接头15与B真空快卸卡箍12密封连接，装有探头的光纤13串过波纹管11、A真空快卸卡箍10、光纤引出管道9、进入样品室，通过螺钉固定在“T”字形支架的横杆702上，完成光纤从真空室外进入真空室内。波纹管的作用主要是支撑光纤，避免光纤折断。另外，波纹管有一定的伸缩性，以此来调整光纤探头的安装误差。
本装置最高真空度可抽至5×10-5Pa。

Claims (2)

1.一种模拟深空环境的样品激发光谱信息装置，包括：样品室、会聚透镜、探测等离子体光谱的光纤探测组件、固定光纤探测组件中的探头的微调支架、放置样品的可调载物台，其特征在于：
样品室由底座(1)通过O型密封圈与筒体(2)密封连接，筒体侧壁置有可拆卸的真空密封视窗(3)和真空抽气阀(4)，由此构成一个真空腔体；
底座(1)上置有载物台支柱(5)，载物台(6)与载物台支柱通过螺纹连接，并可通过螺纹调节载物台的高低；
在底座上，在载物台的旁边，置有固定光纤探测组件中光纤探头的“T”字形支架(7)，探头(14)通过螺钉(701)固定在“T”字形支架的横杆(702)上，“T”字形支架的横杆由螺钉(703)固定并可上下调节；
筒体顶部置有通过O型密封圈密封的会聚透镜(8)和光纤引出管道(9)；
与引出管道依次真空密封连接有A真空快卸卡箍(12)、波纹管(11)、B真空快卸卡箍(10)；
光纤探测组件由一光纤(13)、光纤一端装有的探头(14)、另一端装有真空光纤接头(15)组成；
真空光纤接头(15)与B真空快卸卡箍(10)密封连接，装有探头(14)的光纤(13)串过波纹管(11)、A真空快卸卡箍(12)、光纤引出管道(9)、进入样品室，通过螺钉固定在“T”字形支架的横杆(702)上，完成光纤从真空室外进入真空室内。
2.根据权利要求1的一种模拟深空环境的样品激发光谱信息装置，其特征在于：所说的探头(14)是一个会聚透镜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105784605A (zh) * 2016-04-05 2016-07-20 中国科学院南海海洋研究所 一种岸基造礁石珊瑚暂养和光谱测量装置
CN112051213A (zh) * 2020-08-07 2020-12-08 北京航空航天大学 一种用于测量局部等离子体的光学诊断探头及其测量方法

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