KR20150051579A - 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치 - Google Patents

레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치에 관한 것으로서, 측정대상 시료를 놓기 위한 시료대를 갖는 시료장착부와; 상기 시료대 상의 시료에 플라즈마를 유도하도록 상기 시료를 향하여 펄스 레이저를 방출하는 레이저발생부와; 상기 레이저발생부와 상기 시료대 사이의 상기 펄스 레이저가 진행하는 경로상에 설치되어 상기 펄스 레이저는 상기 시료를 향하도록 통과시키고, 상기 시료에 유도된 플라즈마로부터 방사되는 광은 설정된 방향으로 반사 및 집속시키는 광집속부와; 상기 광집속부의 초점 상에 설치되어 상기 광집속부에 의해 집속된 광을 입사받아 전송하는 광전송부와; 상기 광전송부의 단부에 설치되어 상기 광전송부를 통해 전송된 광을 분광하여 출력하는 분광부와; 상기 분광부에서 출력된 광의 스펙트럼을 분석하는 분석부;를 구비한다.
본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치는 펄스 레이저 및 반사판을 구비함으로써 향상된 신호 강도와 검출한계 조건하에서, 신속하고 정확한 오염물질의 검출능력을 갖는 장점이 있다.

Description

레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치{Laser induced plazma spectroscopic analyzer}
본 발명은 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토양에 포함된 중금속 또는 기타 물질을 정량적 및 정성적으로 검출 및 분석하기 위한 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치에 관한 것이다.
최근 미량 원소분석을 통하여 성분을 검출하는 방법에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 많이 활용되는 원소분석법이 레이저 유도 분광분석법(LIBS; laser-induced breakdown spectroscopy, 또는 LIPS; laser-induced plazma spectroscopy)이며, 이는 레이저 빔을 시료에 집속시켜 방전현상과 비슷한 빛 에너지에 의해 생성되는 플라즈마를 여기원으로 사용하는 분광 분석법이다.
이 방법은 레이저 펄스를 고체나 액체 또는 대기중의 공간에 조사하여 강렬한 펄스 에너지가 물질에 전달되었을 때 형성되는 레이저 유도 플라즈마로부터 방사되는 빛을 광측정계 및 분광부를 통해서 측정한 스펙트럼의 형태로부터 각각의 원소가 갖는 특수한 파장 영역에서의 피크 또는 발생 대역을 보고, 재료가 가지는 원소의 양이나 종류를 분석하는 기술이다.
종래에 레이저 유도 분광법에서 사용되는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치는 레이저 발생원과, 레이저 발생원으로부터 발생된 레이저광을 시료에 입사시키는 제1렌즈와, 시료에 형성된 레이저 플라즈마로부터의 방사광을 집속하는 제2렌즈와, 제2렌즈를 거쳐 입사되는 광을 분광하는 분광부와, 분광부를 거친 광을 측정하는 광검출기 및 광검출기로 측정한 스펙트럼 결과를 바탕으로 시료를 정량/정성 분석하는 컴퓨터 시스템으로 구성되어 있다.
종래 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치의 일 예로서, 대한민국 공개특허 제10-2003-0054084호에는 레이저 유기 플라즈마 원자 발광 분광장치가 게시되어있다.
상기의 레이저 유기 플라즈마 원자 발광 분광장치는 서로 다른 파장의 2개의 펄스 레이저를 발생하는 레이저 발생원; 상기 레이저 발생원으로부터 출력된 2개의 펄스 레이저를 각각 입력받아 일정한 크기로 감쇠하여 출력하는 복수의 광감쇠기; 상기 복수의 광감쇠기중 일측 광감쇠기의 출력 레이저광을 입사받아 특정 방향으로 굴절시켜 출사하는 제1 프리즘; 상기 제1 프리즘으로부터의 출사광과 상기 복수의 광감쇠기중 타측 광감쇠기의 출력 레이저광을 입사받아 특정 파장의 빛을 반사 또는 통과시키는 다이크로익 미러; 상기 다이크로익 미러로부터의 출사광을 입사받아 특정 방향으로 굴절시켜 출사하는 제2 프리즘; 상기 제2 프리즘으로부터의 출사광을 입사받아 입사광을 집속하여 시료에 조사하는 제1 렌즈; 상기 시료에 형성된 플라즈마로부터 방사되는 광을 집광하여 출사하는 제2 렌즈; 상기 제2 렌즈를 거쳐 입사되는 광에서 특정 파장의 방사광을 분광하여 출력하는 분광부; 상기 분광부를 거친 광의 전자수를 증배하는 광전자 증배관; 상기 광전자 증배관에 전자수 증배에 필요한 전력을 공급하는 전력공급장치; 상기 광전자 증배관을 거쳐 출력되는 광의 미소 진폭의 주기신호 파형을 적분하는 적분기; 상기 적분기에 의해 적분된 신호를 출력하는 출력장치; 및 상기 적분기에 의해 적분된 신호 파형의 데이터를 입력받아 시료를 분석하는 컴퓨터 시스템을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 레이저 유기 플라즈마 원자 발광 분광장치는 하나의 레이저에서 파장이 다른 적외선 및 자외선의 2개의 레이저 펄스를 발생시키고, 이를 집광한 후 동시에 평행한 방향에서 재료에 조사함으로써, 종래 단파장 적외선 레이저 펄스를 이용하는 것에 비해 플라즈마를 발생시키는 입력 에너지 밀도를 저감시킬 수가 있고, 이에 의해 레이저 조사에 따른 반사광 또는 산란광이 검출 원소가 갖는 스펙트럼 신호에 미치는 영향을 충분히 저감시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.
그러나, 상기의 레이저 유기 플라즈마 원자 발광 분광장치는 레이저에 의한 플라즈마로부터 방사되는 광을 집광하여 분광부로 출사하는 제2렌즈가 시료의 일 측에만 설치되어 있어 플라즈마로부터 방사되는 광의 일부만을 집광하고 그 이외의 광은 집광할 수 없어 신호 강도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 펄스 레이저 측정 시스템을 적용하여 향상된 신호 강도와 검출한계 조건하에서, 신속하고 정확한 오염물질의 검출능력을 갖는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 오염물질(토양 내의 유류오염물질이나 중금속 등)을 동시에 측정 및 분석할 수 있고, 토양 분석뿐만 아니라 물속의 오염 물질, 폐수, 자동차 및 산업배기가스 오염 물질, 세균, 화성탐사 등의 다양한 오염 물질 분석에도 응용할 수 있는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치는 측정대상 시료를 놓기 위한 시료대를 갖는 시료장착부와; 상기 시료대 상의 시료에 플라즈마를 유도하도록 상기 시료를 향하여 펄스 레이저를 방출하는 레이저발생부와; 상기 레이저발생부와 상기 시료대 사이의 상기 펄스 레이저가 진행하는 경로상에 설치되어 상기 펄스 레이저는 상기 시료를 향하도록 통과시키고, 상기 시료에 유도된 플라즈마로부터 방사되는 광은 설정된 방향으로 반사 및 집속시키는 광집속부와; 상기 광집속부의 초점 상에 설치되어 상기 광집속부에 의해 집속된 광을 입사받아 전송하는 광전송부와; 상기 광전송부의 단부에 설치되어 상기 광전송부를 통해 전송된 광을 분광하여 출력하는 분광부와; 상기 분광부에서 출력된 광의 스펙트럼을 분석하는 분석부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저발생부와 상기 시료대 사이에는 상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저를 집속하여 상기 시료로 입사시키는 제1광학렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 광집속부는 상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저가 통과할 수 있게 통과구멍이 형성되고 일 면에 상기 플라즈마로부터 방사된 광을 평행광이 되도록 반사시키는 반사곡면이 마련된 반사판과, 상기 반사곡면에서 반사된 평행광들을 집속하여 상기 광전송부로 입사시키는 제2광학렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광집속부는 상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저가 통과할 수 있게 통과구멍이 형성되고 일 면에 상기 플라즈마로부터 방사된 광이 상기 광전송부로 입사되도록 집속되게 반사시키는 반사곡면이 마련된 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시료장착부는 상기 시료가 놓여지도록 상부에 개구부가 형성된 시료대와, 상기 시료대가 삽입 및 인출 가능하도록 상부에 하방으로 인입된 인입홈이 마련된 제1몸체와, 상기 인입홈에 개재되어 상기 시료대를 상방으로 탄성지지하는 탄성부와, 상기 제1몸체 상에 상기 시료대를 감싸도록 설치되어 상기 시료대를 하방으로 가압하는 가압커버와, 상기 제1몸체에 설치되어 상기 가압커버를 상기 제1몸체에 구속되게 결합시키거나 구속해제되게 분리시키는 결합부와, 상부에 상기 제1몸체가 안착되는 안착홈을 갖는 제2몸체와, 상기 제2몸체의 하부에 상기 제2몸체의 원주방향을 따라 형성된 웜휠과, 상기 웜휠에 맞물리게 결합된 웜과, 상기 웜을 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치는 펄스 레이저 및 반사판을 구비함으로써 향상된 신호 강도와 검출한계 조건하에서, 신속하고 정확한 오염물질의 검출능력을 갖는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 오염물질(토양 내의 유류오염물질이나 중금속 등)을 동시에 측정 및 분석할 수 있고, 토양 분석뿐만 아니라 물속의 오염 물질, 폐수, 자동차 및 산업배기가스 오염 물질, 세균, 화성탐사 등의 다양한 오염 물질 분석에도 응용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치의 계략도.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치의 계략도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)는 프레임부(20)와, 상기 프레임부(20) 상에 설치되며 측정대상 시료(10)를 놓기 위한 시료대(31)를 갖는 시료장착부(30)와; 상기 시료대(31) 상의 시료(10)에 플라즈마를 유도하도록 상기 시료(10)를 향하여 펄스 레이저(41)를 방출하는 레이저발생부(40)와; 상기 레이저발생부(40)와 상기 시료대(31) 사이의 상기 펄스 레이저(41)가 진행하는 경로상에 설치되어 상기 펄스 레이저(41)는 상기 시료(10)를 향하도록 통과시키고, 상기 시료(10)에 유도된 플라즈마로부터 방사되는 광은 설정된 방향으로 반사 및 집속시키는 광집속부(50)와; 상기 광집속부(50)의 초점 상에 설치되어 상기 광집속부(50)에 의해 집속된 광을 입사받아 전송하는 광전송부(60)와; 상기 광전송부(60)의 단부에 설치되어 상기 광전송부(60)를 통해 전송된 광을 분광하여 출력하는 분광부(70)와; 상기 분광부(70)에서 출력된 광의 스펙트럼을 분석하는 분석부(80);를 구비한다.
본 실시 예에서 적용할 수 있는 시료(10)는 토양 내에 함유되어 있는 중금속을 검출할 수 있도록 토양으로부터 채취한 것을 적용한다.
프레임부(20)는 판 상의 바닥판(21)과, 바닥판(21)과 직교하도록 바닥판(21)의 일 측 가장자리에 배치된 판 상의 수직판(25)을 구비한다.
시료장착부(30)는 바닥판(21) 상에 설치되는 것으로서 시료대(31)와, 제1몸체(32)와, 탄성부(33)와, 가압커버(34)와, 결합부와, 제2몸체(36)와, 회전구동부를 포함한다.
시료대(31)는 측정대상 시료(10)를 놓을 수 있도록 상부에 개구부를 갖고 하부는 폐쇄된 구조를 갖는 원통 형상으로 형성되어 있다.
제1몸체(32)는 시료대(31)를 상부로부터 하방으로 삽입 및 인출 가능하도록 시료대(31)의 직경에 대응하는 직경을 갖고 하방으로 소정 깊이 인입된 인입홈(32a)이 상부에 마련된 원통 형상으로 형성되어 있다. 제1몸체(32)는 내부가 빈 구조를 갖는다. 그리고, 제1몸체(32)의 상단 인입홈(32a) 주변으로는 후술하는 가압커버(34)의 플랜지(34a)가 진입될 수 있도록 턱지게 형성된 진입홈(32b)이 더 구비되어 있으며, 후술하는 제2몸체(36)의 상단에 마련된 안착홈(36a)에 하단이 안착되어 있다.
탄성부(33)는 인입홈(32a)에 삽입되어 즉, 시료대(31)와 제1몸체(32) 사이에 개재되어 제1몸체(32)에 대하여 시료대(31)를 상방으로 탄성 지지하는 것으로서, 스프링을 적용한다.
가압커버(34)는 제1몸체(32) 상에 시료대(31)를 감싸도록 설치되어 시료대(31)를 하방으로 가압하는 것으로서, 상부에는 시료대(31)에 놓인 시료(10)가 외부로 노출되게 시료대(31)의 개구부와 대응하는 크기의 개구부가 형성된 원통 구조로 형성되어 있다.
가압커버(34)의 상부는 시료대(31)의 상단에 접촉된 상태로 시료대(31)를 하방으로 가압할 수 있도록 턱지게 형성되어 있으며, 가압커버(34)의 하단에는 방사상으로 연장된 플랜지(34a)가 구비되어 있어 후술하는 결합부에 의해 제1몸체(32)에 구속시키거나 또는 구속상태를 해제시킬 수 있다. 상기 가압커버(34)의 플랜지(34a)는 제1몸체(32)에 마련된 진입홈(32b)에 안착된다.
가압커버(34)의 측면에는 레이저발생부(40)로부터 방출된 펄스 레이저가 시료대(31)에 장착된 시료(10)에 도달하면서 발생하는 외력에 의해 시료대(31)가 상하로 유동하는 것을 방지하면서 시료대(31)의 초기 세팅위치를 유지시키기 위한 위치고정부재(39)가 체결되는 체결구멍(38)이 형성되어 있으며, 시료대(31)의 외주면에도 가압커버(34)의 체결구멍(38)에 대응하는 위치에 위치고정부재(39)가 삽입될 수 있는 체결구멍(31a)이 형성되어 있다.
위치고정부재(39)는 체결구멍(31a)에 나사결합될 수 있는 볼트나 세트스크루를 적용한다.
결합부는 제1몸체(32)에 설치되어 가압커버(34)를 상기 제1몸체(32)에 구속되게 결합시키거나 구속해제되게 분리시키는 것으로서, 제1몸체(32)의 상부를 일부분 점유하도록 형성된 한 쌍의 가압플레이트(35a)와, 상기 가압플레이트(35a)를 각각 제1몸체(32)의 상단에 고정시키는 고정볼트를 포함하여 구성되어있다.
가압플레이트(35a)는 제1몸체(32)에 마련된 진입홈(32b)에 안착된 상태에서 가압커버(34)의 플랜지(34a) 상면에 접촉되며, 고정볼트를 제1몸체(32)에 체결함으로써 가압커버(34)를 제1몸체(32)로부터 이탈되지 않도록 구속시킨다.
회전구동부는 시료(10)를 회전시킬 수 있도록 제1몸체(32)를 회전시키는 것으로서, 상부에 제1몸체(32)의 하단이 안착되는 안착홈(36a)을 갖고 내부가 빈 원통 구조로 형성되며 하우징(90) 내부에 회전가능하게 설치된 제2몸체(36)와, 제2몸체(36)의 하부에 제2몸체(36)의 원주방향을 따라 기어치가 형성된 웜 휠(37)과, 웜 휠(37)에 맞물리게 결합된 기어치를 갖는 웜(38)과, 웜(38)을 회전시키는 구동모터(39)를 포함하여 구성되어있다.
상기 하우징(90)은 바닥판(21)에 대하여 유동하는 것을 방지하도록 바닥판(21)에 고정시킬 수도 있고, 이와 다르게 바닥판(21)에 대하여 이동가능하게 하부에 볼캐스터 등을 설치할 수도 있다.
상기와 같은 회전구동부의 구성을 통하여 시료대(31)에 놓인 시료(10)를 회전시킬 수 있으며, 이로써 후술하는 레이저발생부(40)에서 방출된 펄스 레이저(41)를 여러 지점으로 도달 시킬 수 있다.
레이저발생부(40)는 수직판(25)의 상부에 설치되어 하방으로 펄스 레이저(41)를 방출하도록 되어 있다. 레이저발생부(40)는 일정한 시간 간격으로 발진과 정지를 반복하도록 된 것으로서 펄스 형태의 레이저를 방출하는 것을 적용한다. 이때, 발진 시간에 대비하여 정지 시간의 비를 크게 할수록 펄스 레이저(41)의 에너지를 높일 수 있다. 레이저발생부(40)는 고체 레이저인 Nd:YAG를 사용할 수 있고, 1064nm 또는 532nm의 파장을 갖는 것을 적용할 수 있다.
레이저발생부(40)의 하방에는 레이저발생부(40)로부터 방출된 펄스 레이저(41)를 집속하여 시료(10)로 입사되게 하는 제1광학렌즈(45)가 수직판(25)에 설치되어 있다.
광집속부(50)는 레이저 발생기와 시료대(31) 사이의 레이저발생부(40)로부터 방출된 펄스 레이저(41)가 진행하는 경로 상에 설치되어 펄스 레이저(41)를 통과 및 시료(10)에 도달한 펄스 레이저(41)에 의해 시료(10)에 유도되는 플라즈마로부터 방출되는 광을 설정된 방향으로 집속시키는 것으로서 반사판(51)과, 제2광학렌즈(55)를 포함하여 구성되어 있다.
반사판(51)은 레이저발생부(40)로부터 방출된 펄스 레이저(41)를 통과시킬 수 있도록 내측에 통과구멍(52)이 형성되어 있고, 펄스 레이저(41)가 진행하는 방향과 대응하는 방향의 일 면에 시료(10)에 유도된 플라즈마로부터 방출되는 광을 평행광이 되도록 반사시키는 반사곡면(53)이 마련되어 있다. 반사판(51)은 펄스 레이저(41)가 진행하는 방향과 직교하는 방향으로 플라즈마로부터 방출된 광을 반사시킨다.
상기의 반사판(51)은 플라즈마로부터 발생하는 광을 반사와 동시에 광의 집속이 가능하도록 반사곡면(53)의 곡률을 연속적으로 변화되게 형성할 수도 있다.
일 예로, 반사판(51)의 반사곡면(53)은 포물면의 일부를 형성하도록 형성할 수도 있고, 이와 다르게 통과구멍(52) 측에서 반사판(51)의 가장자리 측을 향하여 곡률이 점진적으로 증가 또는 감소하는 구조로 형성할 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기의 제2광학렌즈(55)를 생략함으로써 장치를 더욱 간결하게 구성할 수 있다.
제2광학렌즈(55)는 반사판(51)에 의해 반사된 광을 집속하여 후술하는 광전속부로 입사시키는 것으로서 소정의 배율을 갖는 집속렌즈를 적용한다.
광전송부(60)는 제2광학렌즈(55)의 후방 측에 설치되어 제2광학렌즈(55)에서 집속된 광을 입사받이 후술하는 분광부(70)로 전달하는 것으로서, 광파이버를 적용한다.
분광부(70)는 광전송부(60)를 통해 전송되는 광을 분광하는 것으로서, 광에 포함된 성분들을 각각의 파장대로 분리하도록 되어있다. 상기 분광부(70)는 통상적으로 빛을 파장대별로 분리하는데 사용되는 분광계를 적용한다. 일 예로, 상기 분광부(70)는 200 ~ 780nm 대역을 검출할 수 있는 제품을 적용할 수 있다.
분석부(80)는 분광부(70)에서 출력된 광 즉, 광의 스펙트럼을 정량적 및 정성적으로 분석하는 컴퓨팅장치로서, 시료(10)에 포함된 물질로부터 방출되는 물질 고유의 스펙트럼을 검출하여 해당 시료(10)에 포함된 물질을 도출해낸다.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 분석부(80)는 레이저발생부(40)의 발진 및 정지 시간을 조정할 수 있으면서, 트리거 동기화 및 게이트 이벤트에 대한 정확한 지연을 제공하는 디지털 딜레이 제너레이터를 더 포함한다.
그리고, 본 발명에서는 상세하게 설명하지 않았지만 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)의 레이저발생부(40), 제1광학렌즈(45), 반사판(51), 제2광학렌즈(55)는 각각 길이조정기를 구비하여 마이크로미터(㎛) 또는 밀리미터(㎜) 단위로 그 위치를 미세조정할 수 있도록 되어 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)의 작동을 설명한다.
레이저발생부(40)에서 방출된 펄스 레이저(41)는 제1광학렌즈(45)를 통과하면서 집속되며, 반사판(51)의 통과구멍(52)을 통과하여 시료(10)에 입사된다. 이때, 펄스 레이저(41)의 에너지에 의해 시료(10)에 플라즈마가 유도되는데 플라즈마에서 방출되는 광은 시료(10)의 상부에 설치된 반사판(51)의 반사곡면(53)에서 제2광학렌즈(55) 측으로 반사된다.
제2광학렌즈(55)에서는 반사된 광을 집속하여 광전송부(60)로 입사시키게 되며, 광전송부(60)로 입사된 광은 광전송부(60)를 통해 분광부(70)로 전송되며 분광부(70)에서는 전송된 광은 파장 별로 분리된 스펙트럼 형태로 분석부(80)에 제공된다.
분석부(80)에서는 제공된 스펙트럼을 분석함으로써 시료(10)에 포함된 물질들을 도출해 낸다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치(1)는 시료(10)에 유도된 플라즈마로부터 방출된 광을 반사판(51)을 통해 집광함으로써, 광 손실을 줄여 시료(10)에 포함된 물질을 더욱 정확 및 정밀하게 검출할 수 있게 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치는 도면에 도시된 일 실시 예를 참조로 설명하였으나 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치
10 : 시료
20 : 프레임부
30 : 시료장착부
40 : 레이저발생부
50 : 광집속부
60 : 광전송부
70 : 분광부
80 : 분석부
90 : 하우징

Claims (5)

  1. 측정대상 시료를 놓기 위한 시료대를 갖는 시료장착부와;
    상기 시료대 상의 시료에 플라즈마를 유도하도록 상기 시료를 향하여 펄스 레이저를 방출하는 레이저발생부와;
    상기 레이저발생부와 상기 시료대 사이의 상기 펄스 레이저가 진행하는 경로상에 설치되어 상기 펄스 레이저는 상기 시료를 향하도록 통과시키고, 상기 시료에 유도된 플라즈마로부터 방사되는 광은 설정된 방향으로 반사 및 집속시키는 광집속부와;
    상기 광집속부의 초점 상에 설치되어 상기 광집속부에 의해 집속된 광을 입사받아 전송하는 광전송부와;
    상기 광전송부의 단부에 설치되어 상기 광전송부를 통해 전송된 광을 분광하여 출력하는 분광부와;
    상기 분광부에서 출력된 광의 스펙트럼을 분석하는 분석부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저발생부와 상기 시료대 사이에는 상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저를 집속하여 상기 시료로 입사시키는 제1광학렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광집속부는
    상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저가 통과할 수 있게 통과구멍이 형성되고 일 면에 상기 플라즈마로부터 방사된 광을 평행광이 되도록 반사시키는 반사곡면이 마련된 반사판과, 상기 반사곡면에서 반사된 평행광들을 집속하여 상기 광전송부로 입사시키는 제2광학렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광집속부는
    상기 레이저발생부로부터 방출된 펄스 레이저가 통과할 수 있게 통과구멍이 형성되고 일 면에 상기 플라즈마로부터 방사된 광이 상기 광전송부로 입사되도록 집속되게 반사시키는 반사곡면이 마련된 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시료장착부는
    상기 시료가 놓여지도록 상부에 개구부가 형성된 시료대와, 상기 시료대가 삽입 및 인출 가능하도록 상부에 하방으로 인입된 인입홈이 마련된 제1몸체와, 상기 인입홈에 개재되어 상기 시료대를 상방으로 탄성지지하는 탄성부와, 상기 제1몸체 상에 상기 시료대를 감싸도록 설치되어 상기 시료대를 하방으로 가압하는 가압커버와, 상기 제1몸체에 설치되어 상기 가압커버를 상기 제1몸체에 구속되게 결합시키거나 구속해제되게 분리시키는 결합부와, 상부에 상기 제1몸체가 안착되는 안착홈을 갖는 제2몸체와, 상기 제2몸체의 하부에 상기 제2몸체의 원주방향을 따라 형성된 웜휠과, 상기 웜휠에 맞물리게 결합된 웜과, 상기 웜을 회전시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 플라즈마 분광 분석장치.
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