CN204989016U - 一种利用单台脉冲yag激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置 - Google Patents

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周卫东
陈芳芳
王全基
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Abstract

本实用新型公开了一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,包括激光器、光谱仪、光纤、聚焦透镜、电移平台和计算机,计算机分别与电移平台和光谱仪连接,光纤与光谱仪连接将光谱传输到光谱仪中,其特征在于,在激光器的输出路径上设有分束镜,倍频晶体和双向色镜组成的波长变换和滤光系统,激光束经过分束镜分成两束,一束直接经过反射镜和聚焦透镜聚焦于样品表面,另一束激光经过波长变换系统后,产生波长为532nm倍频光,经双色镜以及光束延时线后再作用于样品表面。此装置利用分束镜实现了两台Nd:YAG调Q激光器的功能,利用光束延时线实现了对两光束延时的控制,装置简单,操作方便,成本低廉。

Description

一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置
技术领域
本实用新型涉及原子光谱学,属于光谱检测技术领域,具体是一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。
背景技术
激光诱导击穿光谱技术简称LIBS,它是近些年发展起来的一种物质元素分析方法,是一种典型的原子发射光谱。分析对象在强激光脉冲作用下,使聚焦区内的原子、分子等经过多光子电离,产生初始的自由电子。当激光功率足够强,脉冲持续时间足够长,自由电子在激光作用下加速。当电子有足够的能量去轰击原子时,原子电离产生新的电子,而这些电子被加速后,又会继续撞击其他的原子,导致原子继续电离,最终形成雪崩效应,从而在很短的时间内使带电粒子数量迅速倍增,并且在整天上表现为近似电中性的等离子体。在激光脉冲作用结束后,形成的等离子体伴随温度的降低不断膨胀。在冷却过程中,处于激发态的原子与离子发生向低能级或基态的跃迁,同时发射出特定频率的光子,产生特征谱线,其频率和强度代表了分析对象包含的元素种类和浓度信息。
经过近几十年的发展,LIBS技术无论是在理论上还是在实际应用中都有了很大的进步,但是目前的LIBS在实际检测和应用中还存在着检测极限高、灵敏度低和受基体效应影响大等不足,特别是与目前发展比较成熟的光谱检测技术相比还有一定的差距。因此,近些年LIBS技术与其他光谱分析技术联用的文献相继出现。双脉冲激光激发(DP-LIBS)就是其中之一。使用一对激光脉冲来烧蚀物质以激发更多的等离子体,第一个脉冲烧蚀产生等离子体,第二个脉冲加热等离子体,从而提高LIBS检测极限。
但是,DP-LIBS技术需要有两台Nd:YAG调Q激光器和相应的光路配套系统,同时调整两束激光共轴或正交也是不容易的,需要专业人员操作。这就增加了其调试的复杂性和成本。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足,提出了一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。该装置利用分束镜,将单束脉冲激光变为两束脉冲激光,利用光束延时线实现了对两脉冲的延时控制,装置简单,操作方便,成本低廉。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,包括YAG激光器、光谱仪、光纤、聚焦透镜、电移平台和计算机,所述的一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,其特征在于,在光路中设有倍频晶体和双色镜组成的波长变换和滤光系统,分束镜、反射镜以及光束延时线,其中,激光经过分束镜分束,一束为透射光路,通过反射镜导光,而倍频晶体、双色镜和光束延时线放置于反射光路中,倍频晶体放置于分束镜前面,双色镜放置于晶体后面,光束延时线放置于双色镜后面。
所述的倍频晶体为二倍频晶体,激光经过倍频晶体产生倍频光。
所述的双色镜与激光束成45度角放置,透射532nm倍频光,反射基频光。
与传统的双脉冲激光诱导击穿装置相比,本实用新型具有的有益效果是:
一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,利用分束镜将单束脉冲激光变为两束脉冲激光,一路为YAG激光器输出的1064nm,另一路为1064nm的激光经过倍频晶体和双色镜变换成532nm的激光,从而实现了两台Nd:YAG调Q激光器的功能,利用光束延时线实现了对两光束延时的控制,装置简单,操作方便,成本低廉。
附图说明
图1为本实用新型一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置。
附图标识:激光器1、分束镜2、倍频晶体3、双向色镜4、光束延时线5、反射镜6(8)、聚焦透镜7(9)、样品10、电移平台11、光纤12、光谱仪13、计算机14。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,包括以下步骤:
第一步:激光器1输出1064nm的激光束,经过分束镜2,其中,透射光经过反射镜8、聚焦透镜9聚焦于样品10的表面,样品10置于电动平台11上,电动平台11由计算机14控制其移动。
第二步:反射光经过倍频晶体3,激光波长由1064nm变换成532nm,并由双向色镜4滤去剩余的1064nm的激光,532nm的激光束通过光束延时线5和反射镜6,光束延时线5来用于控制反射光和透射光的延时,最后通过聚焦透镜7聚焦于透射激光产生的等离子体上。
第三步:两激光束产生的等离子体光谱通过光纤12耦合到光谱仪13中,光谱仪13将采集到的数据进一步的传输到计算机14中,计算机14进行处理和分析最后得到样品的含量和成分。

Claims (3)

1.一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,包括YAG激光器、光谱仪、光纤、聚焦透镜、电移平台和计算机,所述的一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,其特征在于,在光路中设有倍频晶体和双色镜组成的波长变换与滤光系统,分束镜、反射镜以及光束延时线,其中,激光束经过分束镜,反射镜放置于其透射光路中,倍频晶体、双色镜和光束延时线放置于其反射光路中,倍频晶体放置于分束镜前面,双色镜放置于晶体后面,光束延时线放置于双色镜后面。
2.根据权利要求1所述的一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,其特征在于,所述的倍频晶体为二倍频晶体,激光经过倍频晶体产生倍频光。
3.根据权利要求1所述的一种利用单台脉冲YAG激光器实现双波长双脉冲激光诱导击穿光谱检测的装置,其特征在于,双色镜与激光束成45度角放置,透射532nm倍频光,反射基频光。
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