[实用新型]一种激光诱导击穿光谱技术教学实验仪

说明书

本实用新型提供一种激光诱导击穿光谱技术教学实验仪，属于原子发射光谱探测教学的技术领域，包括仪器外壳、脉冲激光器、光路传输装置、载物台、单色仪、探测器和电路控制及显示系统；光路传输装置包括反射面与脉冲激光器发射的激光呈45度的45度平面反射镜、凸透镜和分束镜；单色仪包括第一可调狭缝、第一平面镜、第一凹面镜、反射光栅、第二凹面镜、第二平面镜和第二可调狭缝；仪器外壳上设置有与载物台所在区域对应的第一活动顶板以及与单色仪所在区域对应的第二活动顶板。该实验仪的主要光路部分进行了开放式设计，使用者不但可以对被测样品进行成分光谱分析，同时可以亲历调节光路，从而进一步加深对LIBS技术的理解和掌握。

技术领域

本实用新型涉及原子发射光谱探测教学的技术领域，特别是涉及一种激光诱导击穿光谱技术教学实验仪。

背景技术

激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy, 简称 LIBS）探测是一种属于原子发射光谱的元素成分检测技术。LIBS技术的基本工作原理是将高能量脉冲激光聚焦到样品表面，激发样品原子形成等离子体并激发出荧光；使用光谱仪或单色仪测量等离子体发出的荧光，通过对荧光位置及强度的分析便可实现对样品的元素成分及组成含量进行定性和定量分析。该技术可以对气体、液体和固体进行成分检测，不但在基础科学研究中具有重要的使用价值，近些年还被广泛应用于工业生产检测、医药生物研究、国防安全、大气环境检测等实际生产生活领域。

作为一种光谱探测及成分检测手段，LIBS技术中涉及了激光光学、原子分子物理、光谱学等方面的物理知识，是一个综合程度高、涵盖知识范围广、具有很强创新和拓展性的技术，因此掌握其工作原理非常重要。而目前大多数LIBS检测仪主要是为科研院所或工厂企业提供成品测试仪器，针对特定检测对象设计，尽管操作简单，测量准确方便，但仪器本身为集成式封闭式设计，在教学中无法实现拆分讲解和灵活操作，不利于本科生对其原理的理解和掌握，且仪器本身集成度高、成本昂贵，很难用于本科实践教学。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光诱导击穿光谱技术教学实验仪。该实验仪的主要光路部分进行了开放式设计，使用者不但可以对被测样品进行成分光谱分析，同时可以亲历调节光路，包括光谱诱导激发、单色仪衍射分光、探测器探测等过程，从而进一步加深对LIBS技术的理解和掌握。

本实用新型提供一种激光诱导击穿光谱技术教学实验仪，包括仪器外壳、脉冲激光器、光路传输装置、载物台、单色仪、探测器和电路控制及显示系统；光路传输装置包括反射面与脉冲激光器发射的激光呈45度的45度平面反射镜、凸透镜和分束镜；单色仪包括第一可调狭缝、第一平面镜、第一凹面镜、反射光栅、第二凹面镜、第二平面镜和第二可调狭缝；仪器外壳内光的传播顺序为：脉冲激光器发射的激光通过45度平面反射镜的反射，穿过凸透镜后聚焦到载物台上的待测样品上，待测样品的原子被激发形成等离子体并发射出荧光，荧光通过分束镜后分成反射荧光和透射荧光，透射荧光穿过第一可调狭缝经过第一平面镜反射到第一凹面镜上，经第一凹面镜反射后形成平行光并被反射到反射光栅上，经反射光栅衍射后，透射荧光中不同波长的光被分离并被反射到第二凹面镜，经第二凹面镜反射到第二平面镜，经第二平面镜反射并穿过第二可调狭缝，经第二可调狭缝射出的光被所述探测器探测；脉冲激光器、45度平面反射镜、凸透镜、分束镜、载物台、第一可调狭缝、第一平面镜、第一凹面镜、反射光栅、第二凹面镜、第二平面镜和第二可调狭缝在仪器外壳内沿着光的传播顺序依次设置；电路控制及显示系统包括与脉冲激光器连接的脉冲激光器控制电路、与脉冲激光器控制电路连接的脉冲激光器控制面板、与反射光栅连接的波长显示电路、与波长显示电路连接的波长显示面板、与探测器连接的探测器探测电压显示电路和探测器工作电压显示电路、与探测器探测电压显示电路连接的探测器探测电压显示面板以及与探测器工作电压显示电路连接的探测器工作电压显示面板；仪器外壳上设置有与载物台所在区域对应的第一活动顶板以及与单色仪所在区域对应的第二活动顶板。