[发明专利]一种高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置

权利要求书

1.一种高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，包括：

气溶胶束产生部件，用于将待测气溶胶进行收缩产生气溶胶束；

辅助烧蚀部件，用于输出高重频激光，并将所述高重频激光聚焦在所述气溶胶束处，持续激发所述气溶胶束中的气溶胶粒子预先形成等离子体；

高能量激发部件，用于输出高能量脉冲激光，并将所述高能量脉冲激光在所述等离子体处，使所述高能量脉冲激光在击穿空气之前激发所述等离子体；

光谱信息采集部件，用于在所述高能量脉冲激光输出的同时，采集激发后的所述等离子体发出的光辐射，并获取所述光辐射的光谱信息；

数据处理部件，用于时序控制所述高能量脉冲激光的输出和所述光辐射的采集，并将所述光谱信息进行处理后得到所述待测气溶胶的元素组成及各元素含量信息。

2.根据权利要求1所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述气溶胶束产生部件采用气溶胶浓缩器，所述气溶胶浓缩器的喷气口设置在一密闭的气室中。

3.根据权利要求2所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述气溶胶束产生部件还包括鞘式空气聚焦件，所述鞘式空气聚焦件的喷气通道围设在所述气溶胶浓缩器的喷气通道上，且所述鞘式空气聚焦件的喷气口与所述气溶胶浓缩器的喷气口齐平设置；

其中，所述鞘式空气聚焦件用于在所述气溶胶浓缩器喷出的气溶胶束外围平行喷出保护鞘气。

4.根据权利要求2所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述气溶胶束产生部件还包括抽气泵，所述抽气泵的抽气口与所述气室的内腔相连通。

5.根据权利要求2所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述辅助烧蚀部件包括高重频光纤激光器和第一聚焦透镜，所述第一聚焦透镜安装在所述气室的一侧壁上，所述第一聚焦透镜的中心和所述高重频光纤激光器输出的激光光轴对准设置；

其中，所述高重频光纤激光器用于持续输出高重频激光；所述第一聚焦镜用于将所述高重频激光聚焦在所述气溶胶束处，使所述高重频激光持续激发所述气溶胶束中的气溶胶粒子预先形成等离子体。

6.根据权利要求2所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述高能量激发部件包括高能量脉冲激光器和第二聚焦透镜，所述第二聚焦透镜安装在所述气室的另一侧壁上，所述第二聚焦透镜的中心和所述高能量脉冲激光器输出的激光光轴对准设置；

其中，所述高能量脉冲激光器用于输出高能量脉冲激光；所述第二聚焦透镜用于将所述高能量脉冲激光聚焦在所述等离子体处，且通过调节所述高能量脉冲激光器与所述第二聚焦透镜的位置使所述高能量脉冲激光在击穿空气点之前聚焦在所述等离子体处，激发所述等离子体。

7.根据权利要求6所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述高能量脉冲激光器采用单脉冲能量大于100mJ的高能量脉冲激光器。

8.根据权利要求5所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述光谱信息采集部件包括二向色镜、采集透镜、光纤和光谱仪，所述二向色镜设置在所述高重频光纤激光器和所述第一聚焦透镜之间，所述二向色镜分别与所述高重频光纤激光器输出的激光光轴夹角、所述采集透镜的夹角为45°；

其中，所述二向色镜用于透过所述高重频光纤激光器输出的高重频激光，并反射激发后的所述等离子体的光辐射；所述采集透镜用于将所述光辐射聚焦在所述光纤的端面上，并通过所述光纤传输至所述光谱仪；所述光谱仪用于将所述光辐射进行处理得到激发后的所述等离子体的光谱信息。

9.根据权利要求8所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述二向色镜采用长波通矩形二向色镜。

10.根据权利要求8所述的高重频辅助烧蚀激光诱导击穿光谱气溶胶检测装置，其特征在于，所述采集透镜采用紫外熔融石英平凸透镜。