[发明专利]正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统及信号稳定性增强方法

权利要求书

1.一种正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，沿第二束激光脉冲方向上依次设有扩束镜和组合透镜；其中，所述扩束镜用于调整聚焦角度，以寻找各聚焦角度下沿所述第二束激光脉冲方向，且等离子体信号相对标准差最小的焦平面；将等离子体信号相对标准差最小对应的聚焦角度和焦平面作为所述光谱系统检测的最优条件。

2.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，所述组合透镜包括双胶合消色差透镜和平凸透镜。

3.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，所述聚焦角度为：

其中，d表示激光脉冲经扩束镜放大后的光束直径，l表示光束经过组合透镜后，焦点与组合透镜的距离。

4.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，所述光谱系统还包括增强电荷耦合器件，用于采集等离子体信号的图像。

5.如权利要求4所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，等离子体信号相对标准差最小对应的聚焦角度和焦平面确定方法为：

在每个聚焦角度下，沿第二束激光方向，将焦平面依次沿激光前进方向改变，对等离子再加热，获取该聚焦角度下各焦平面位置对应的等离子体信号相对标准差，寻找该聚焦角度下的最小相对标准差；

将每个聚焦角度下的最小相对标准差进行比较，确定其中最小相对标准差值对应的聚焦角度和焦平面位置。

6.如权利要求5所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统，其特征在于，在设定聚焦角度和焦平面条件下，最小相对标准差计算方法为：

连续获取多次等离子体图像；

对多个图像的每个像素点，分别计算相对标准差；

对整幅图像中每个像素点的相对标准差求平均值，得到整幅图像的相对标准差。

7.一种基于如权利要求1-6任一项所述光谱系统的信号稳定性增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

在多个聚焦角度和沿第二束激光方向的多个焦平面条件下，分别获取被测样品的多幅等离子体图像；

计算每个条件下多幅等离子体图像的相对标准差；

将最小相对标准差对应的聚焦角度和焦平面位置，作为所述光谱系统的最优条件。

8.如权利要求7所述的信号稳定性增强方法，其特征在于，在设定聚焦角度和焦平面条件下，最小相对标准差计算方法为：

连续获取多次等离子体图像；

对多个图像的每个像素点，分别计算相对标准差；

对整幅图像中每个像素点的相对标准差求平均值，得到整幅图像的相对标准差。

9.如权利要求7所述的信号稳定性增强方法，其特征在于，所述方法还获取最佳双脉冲间隔时间：获取多个双脉冲延时间隔时间，及相应光谱信号，寻找使得光谱信噪比最高的间隔时间，作为最佳脉冲间隔时间。

10.如权利要求8或9所述的信号稳定性增强方法，其特征在于，所述方法还获取光谱仪最佳采集延时时间：获取多个光谱仪采集延时时间，及相应光谱信号，寻找使得光谱信噪比最高的间隔时间，作为光谱仪最佳采集延时时间。