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[发明专利]一种具备在线监测功能的超快激光微纳加工装置-CN201810995083.0有效
发明人：熊伟;王锐青;王帆;曾晓雁;郭连波;陆永枫;陶宇峰;刘欢;焦玢璋;周琳琳 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-08-29 - 公布日： 2020-07-28 - 主分类号： B23K26/0622 文献下载
摘要：本发明属于超快激光微纳加工领域，公开了一种具备在线监测功能的超快激光微纳加工装置。其包括激光器、第二二向色镜、显微镜、载物平台和成像光谱仪，激光器用于输出两路波长不同的脉冲激光，第一路脉冲激光被分为第一光束和第二光束，其中第一光束进行激光微纳加工；第二光束与第二路脉冲激光合并后用于光谱成像，同时与第一光束合并。合并后的光束经过第二二向色镜后聚集于待加工对象上，以此进行协同激光微纳加工与光谱与成像实时监测。后向采集待加工对象发生的后向相干反斯托克斯拉曼散射等非线性光信号，拟采用成像光谱仪接收，以此实现加工过程中的实时监测。通过本发明，实现具备非线性成像与光谱在线监测功能的超快激光微纳加工。
一种具备在线监测功能激光加工装置

[发明专利]一种LIBS基体效应校正方法及其应用-CN201911267390.8在审
发明人：郭连波;张登;褚燕武;马世祥;张思屿;胡桢麟;陈锋;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-12-11 - 公布日： 2020-04-10 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于LIBS光谱法检测材料组成领域，公开了一种LIBS基体效应校正方法及其应用，校正包括：采集待校正每个样品种类中任一样品在多个激光能量激发下的全波段光谱和等离子体图像；基于每个样品种类对应的全波段光谱和等离子体图像，通过图像处理得到该样品种类对应的图像亮度和等离子体温度的关系及等离子体面积和烧蚀质量的关系；采集每个样品种类中每个样品在待校正激光能量激发下的等离子体图像和待校正波段光谱，基于该等离子体图像和该样品种类对应的上述关系校正该样品的光谱强度；基于各校正后的光谱及其对应元素含量拟合待校正激光能量下的定标曲线，完成基体效应校正。本发明基体效应校正操作简单，可靠性高，可有效应用于实际工业场景。
一种 libs 基体效应校正方法及其应用

[发明专利]基于激光诱导击穿光谱技术的水体中元素分析的制样方法-CN201911085297.5在审
发明人：郭连波;马世祥;马浴阳;张思屿;胡桢麟;陈锋;张登;陆永枫;曾晓雁 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-11-08 - 公布日： 2020-03-17 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：本发明属于激光材料检测领域，公开了一种基于激光诱导击穿光谱技术的水体中元素分析的制样方法，包括以下步骤：(1)选择不含待测元素的基板；(2)选择不含待测元素的胶带，用打孔器打孔；(3)将带孔胶带粘贴于基板的上表面，按压使胶带与基板表面完全黏合，且孔的边缘区域与基板表面无缝隙；(4)将待测水体滴加至基板上由若干个胶带孔所暴露的表面区域，使水体被限制这些孔表面区域；对基板进行加热处理使水分蒸发，得到的试样即可用于基于激光诱导击穿光谱技术对待测水体中元素的分析。本发明通过快速简单的制样方法解决现有液固置换制样方法中液体样品扩散大小不一，扩散不均匀导致定量分析时光谱稳定性以及重复性差的问题。
基于激光诱导击穿光谱技术水体元素分析方法

[发明专利]一种微波辅助激发抑制激光诱导击穿光谱自吸收效应的装置和方法-CN201710177013.X有效
发明人：郭连波;唐云;李嘉铭;杨新艳;李祥友;曾晓雁;陆永枫;段军 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-03-23 - 公布日： 2020-02-14 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明公开了一种微波辅助激发抑制激光诱导击穿光谱自吸收效应的装置和方法。所述装置包括脉冲激光器、会聚透镜、光谱仪、光电探测器、计算机、三维位移平台、微波探针和微波发生器。本发明利用微波辅助激发具有良好穿透能力，对等离子体中几乎所有元素的基态粒子进行同时激发，避免对中心同类元素发射光谱的自吸收，而且从源头出发来抑制并消除等离子体的自吸收效应，以提高激光诱导击穿光谱定量分析的准确度和精密度。本发明采用微波进行辅助激光诱导击穿光谱，微波能量通过探针近场辐射给激光等离子体，而不需要封闭腔，样品装载过程的简单，而且保留了激光诱导击穿光谱在大气环境中能实现快速、原位、实时、多元素、远程分析等优点。
一种微波辅助激发抑制激光诱导击穿光谱吸收效应装置方法

[发明专利]用于激光诱导击穿光谱采集的阶梯光谱仪动态校正方法-CN201710217310.2有效
发明人：李祥友;沈萌;郝中骐;杨新艳;李嘉铭;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-04-05 - 公布日： 2019-10-25 - 主分类号： G01N21/63 文献下载
摘要：本发明属于材料成份检测技术领域，具体涉及一种用于激光诱导击穿光谱采集的阶梯光谱仪动态校正方法，具体包括以下步骤：S1.使用阶梯光谱仪采集标准光源；S2.结合波长标定函数得到光谱波长所对应的像素坐标S3.在像素坐标附近进行动态搜索和筛选得到像素位置的集合D，将集合D内的所有原始强度值进行调整得到F(I_x，y)；S4.将调整后的强度值F(I_x，y)进行求和计算得到校准之后的强度值，从而完成对阶梯光谱仪结果的动态校正。本发明的方法克服了现有阶梯光谱仪仅在使用前校准而无法解决使用过程中的谱线漂移的不足，提高了该波长的绝对强度，有效的降低了定量分析的探测极限，同时提高了待分析元素的定量分析精准度。
光谱仪动态校正激光诱导击穿光谱定量分析像素坐标校准采集集合漂移检测技术领域标准光源波长标定材料成份动态搜索光谱波长求和计算像素位置精准度波长谱线探测筛选分析

[发明专利]基于小波变换激光诱导击穿光谱的谷类作物产地鉴别方法-CN201710051767.0有效
发明人：李祥友;杨平;朱毅宁;朱志豪;杨新艳;李嘉铭;郭连波;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-01-20 - 公布日： 2019-07-19 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于光谱分析技术领域，具体涉及一种基于小波变换激光诱导击穿光谱的谷类作物产地鉴别方法，该方法包括以下步骤：S1准备不同产地的谷类作物样品，利用激光诱导击穿光谱(LIBS)对谷类作物样品进行光谱数据采集；S2利用小波变换对采集的谷类作物样品光谱进行谱峰提取，得到不同产地谷类作物的谱峰强度值；S3结合小波变换提取的谱峰强度值，建立SVM分类模型；S4根据得到的光谱数据和谱峰强度值，结合SVM分类模型，对未知的谷类作物进行产地识别。本发明的方法能够直接对不同产地谷类作物进行光谱信号采集，缩短了样品制样时间和复杂的化学分析过程，避免了二次污染，提高了检测的效率，十分适用于食品溯源地的监控。
基于变换激光诱导击穿光谱谷类作物产地鉴别方法

[发明专利]一种带有气液并联管式的砂轮双激光修整装置及方法-CN201711290560.5有效
发明人：蔡颂;熊伟;曾晓雁;陶宇峰;段军;郭连波;李祥友;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2017-12-08 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： B24B53/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有气液并联管式的砂轮双激光修整装置，包括气液控制设备，气液控制操作平台，皮秒激光烧蚀头，导气软管，磨床，聚焦透镜，飞秒激光烧蚀头，飞秒激光器，激光器控制操作平台，控制设备，皮秒激光器，细导水管，超硬磨料砂轮，气柱流，液柱流，激光束和三维移动平台，本发明提出了辅助气液并联管式的砂轮双激光修整装置，避免等离子体粒子与相爆炸效应导致其金刚石磨粒容屑空间减少且突出结合剂高度不够，可抑制金刚石磨粒时周边热积累产生的微裂纹和石墨变质层等缺陷。本发明能避免库伦爆炸发生，降低砂轮表面光栅与微锥结构，提高激光能量的利用效率，提高砂轮修整效率与修整的表面质量。
砂轮激光修整装置并联管金刚石磨粒操作平台气液控制气液磨床超硬磨料砂轮等离子体粒子三维移动平台飞秒激光器激光器控制皮秒激光器光栅导气软管飞秒激光激光能量激光烧蚀聚焦透镜控制设备容屑空间砂轮表面砂轮修整微锥结构细导水管变质层辅助气激光束结合剂热积累微裂纹石墨爆炸气柱烧蚀液柱修整

[发明专利]一种具备多探头光信号收集单元的远程LIBS测试系统-CN201611099463.3有效
发明人：李祥友;李婉婷;朱志豪;郝中骐;郭连波;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-12-05 - 公布日： 2019-07-09 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于原子发射光谱检测设备相关领域，并公开了一种具备多探头光信号收集单元的远程LIBS测试系统，并包括脉冲激光器、扩束镜、调焦镜组、两个二向色镜、多路光信号收集单元和光谱仪等；其中对于多路光信号收集单元而言，其包括多个子收集探头、多路光纤合束器通道和传输光纤，并且各个子收集探头均由小口径透镜组成，由此替代大口径光学元件来组合完成对远距离LIBS信号的采集功能。通过本发明，与现有设备相比能够有效解决系统成本高、收集信号弱及检测精度差等问题，并便于执行对各类探测距离不确定的被测对象的高效率检测。
多路光信号光信号收集测试系统收集单元多探头探头原子发射光谱检测大口径光学元件脉冲激光器小口径透镜光谱仪被测对象传输光纤调焦镜组多路光纤二向色镜探测距离系统成本现有设备有效解决高效率合束器扩束镜远距离检测采集替代

[发明专利]一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量分析方法-CN201910131104.9在审
发明人：郭连波;袁锐;唐云;余云新;马世祥;褚燕武;马浴阳;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2019-05-21 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于材料成分检测领域，并具体公开了一种基于单标样定标的激光诱导击穿光谱定量分析方法，其包括如下步骤：利用激光诱导击穿光谱技术分别对标准样品和待测样品进行检测，得到标准样品及待测样品各元素的光谱强度；根据各元素光谱强度与元素含量的关系得到同一样品中两种元素的光谱强度之比；根据待测样品和标准样品中相同两元素的光谱强度比得到待测样品的元素含量关于标准样品的光谱强度及元素含量的关系式；对得到的关系式进行求和归一化得到待测样品的元素含量表达式，根据该表达式即可求得待测元素的含量，以此完成待测样品的定量分析。本发明适用于主量元素的定量检测，具有处理过程简单、检测精度高的特点。
待测样品光谱标准样品激光诱导击穿光谱定量分析标样成分检测定量检测主量元素归一化强度比检测求和

[发明专利]一种提高激光诱导击穿光谱重叠峰定量分析精度的方法-CN201611143482.1有效
发明人：郭连波;郭阳敏;杨新艳;朱志豪;李阔湖;李祥友;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-12-13 - 公布日： 2019-05-21 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明公开了一种提高激光诱导击穿光谱重叠峰定量分析精度的方法，其利用LIBS技术对元素含量已知的定标样品进行检测，得到定标样品的光谱图；再利用积分强度结合小波变换对重叠干扰和连续背景干扰进行校正，将校正后的特征谱线积分强度和分析元素含量分别作为自变量和因变量建立单变量线性回归模型，根据定标均方根误差优化积分区域因子w₁和w₂、重叠干扰因子α、分解层数l、小波函数和连续背景扣除比例因子γ；最后利用对应的定标样品得到优化参数对待测样品的光谱进行校正，通过单变量线性回归模型预测待测样品中分析元素的含量。本发明可同时去除重叠和连续背景对谱线的干扰，可有效提高基体复杂样品中重叠峰定量分析的精度。
一种提高激光诱导击穿光谱重叠定量分析精度方法

[发明专利]一种提高激光探针中碳元素检测灵敏度的方法-CN201611247163.5有效
发明人：李祥友;李嘉铭;郭连波;曾晓雁;陆永枫;郝中骐;周冉;唐云;杨平 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2019-05-14 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于激光等离子体发射光谱领域，具体涉及一种提高激光探针中碳元素检测灵敏度的方法，具体过程如下：采用激光器输出激光束烧蚀待测样品表面，样品表面和靠近样品表面的环境气体迅速升温变为等离子体，样品中所含的碳元素和环境气体中的氮气被原子化并结合为氰基分子；通过将波长可调谐激光器调节至氰基分子的电子发生受激跃迁所需波长，输出激光并辐照等离子体，氰基分子中的电子发生辐射跃迁，发射荧光，收集氰基的发射荧光光谱并记录，对碳元素进行定性或定量分析。本发明的方法在几乎不影响基体光谱的情况下，高选择性地增强氰基信号，克服基体产生的干扰，增强等离子体中碳元素的光谱信号，提高激光探针对碳元素的检测灵敏度。
碳元素氰基等离子体检测灵敏度电子发生环境气体激光探针样品表面波长可调谐激光器发射荧光光谱激光等离子体氮气输出激光束定量分析待测样品发射光谱发射荧光光谱信号受激跃迁输出激光迅速升温影响基体辐照激光器原子化波长光谱烧蚀跃迁定性激光辐射记录

[发明专利]一种克服激光诱导击穿光谱中基体干扰的元素分析方法-CN201611247147.6有效
发明人：李祥友;李嘉铭;郭连波;曾晓雁;陆永枫;郝中骐;周冉;唐云;易荣兴 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-12-29 - 公布日： 2019-05-10 - 主分类号： G01N27/62 文献下载
摘要：本发明属于激光等离子体发射光谱领域，具体涉及一种克服激光诱导击穿光谱中基体干扰的元素分析方法，包括以下步骤：(1)烧蚀待测样品表面产生等离子体；(2)准备一聚焦镜可移动的波长可调谐激光器；(3)输出激光束，通过聚焦镜聚焦在等离子体上；(4)移动聚焦镜的位置，采集等离子体发射光谱；(5)对比各个聚焦位置时的光谱强度，确定待测元素原子最佳激发效率区域，调节波长可调谐激光器激光束聚焦在最佳激发效率区域上；(6)采集等离子体发射光谱，进行定量或定性分析。本发明的方法避免了基体元素干扰，提高了波长可调谐激光能量的利用率，提高了对待测元素原子共振激发效率，改善了激光诱导击穿光谱的检测灵敏度。
激光诱导击穿光谱激发效率波长可调谐激光器等离子体发射光谱等离子体基体干扰元素分析元素原子聚焦镜定性分析采集激光等离子体波长可调谐激光束聚焦检测灵敏度输出激光束待测样品发射光谱基体元素激光能量聚焦位置移动聚焦可移动共振烧蚀光谱聚焦

[发明专利]一种多谱线组合激光诱导击穿光谱谷类作物产地识别方法-CN201610802039.4有效
发明人：李祥友;杨平;郭连波;朱毅宁;曾晓雁;陆永枫;李嘉铭;杨新艳;唐云 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2016-09-05 - 公布日： 2019-03-05 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明公开了一种多谱线组合激光诱导击穿光谱谷类作物产地识别方法，该方法包括建立SVM分类模型和产地识别二个过程，采用支持向量机算法，结合LIBS快速物质分析的优点，对不同产地大米进行快速、准确分类，并采用信背比较大的、且彼此相近的同一元素多条特征谱线组合的方式增强不同产地谷类作物(如大米)之间的差异性，从而提高算法的识别精度。该方法将激光诱导击穿光谱技术与SVM算法结合起来，以期达到快速准确识别的目的。
一种多谱线组合激光诱导击穿光谱谷类作物产地识别方法

[实用新型]一种显微共振激光诱导击穿光谱检测系统-CN201820914664.2有效
发明人：郝中骐;汤志阳;李祥友;周冉;郭连波;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-06-13 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本实用新型公开一种显微共振激光诱导击穿光谱检测系统，包括：波长可调谐激光器发射波长可调谐的激光束；比例分束镜将激光束分成两束，得到第一激光束和第二激光束；第一反射率可调滤光片接收第一激光束并调节其能量在第一范围后将其射入聚焦镜，聚焦镜将能量调节后的第一束激光束聚焦并射入样品；第二反射率可调滤光片接收第二激光束并调节其能量在第二范围后将其射入传输光程调节模块；传输光程调节模块用于控制能量调节后的第二激光束的传输光程，使其与第一激光束到达样品表面的时间产生纳秒量级的延时，对待分析元素进行共振激发。本实用新型对一束激光分束，并引入光束延时使两光束延时可调，将显微聚焦与共振激发技术有机结合。
激光束传输光射入显微本实用新型可调滤光片共振激光光束延时击穿光谱检测系统能量调节反射率聚焦镜共振诱导波长可调谐激光器激光束聚焦发射波长时间产生样品表面有机结合分束镜可调谐激发分束可调延时激光聚焦引入分析

[发明专利]一种显微共振激光诱导击穿光谱检测方法及系统-CN201810607617.8在审
发明人：郝中骐;汤志阳;李祥友;周冉;郭连波;曾晓雁;陆永枫 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2018-06-13 - 公布日： 2018-11-16 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本发明公开一种显微共振激光诱导击穿光谱检测方法及系统，包括：发射激光束；将激光束分束得到第一激光束和第二激光束；接收第一激光束并将其射入聚焦镜；将能量调节后的第一束激光束聚焦并射入样品，使其作用于样品产生处于等离子体激发阈值附近的低密度蒸汽；接收第二激光束并调节其能量；控制第二激光束的传输光程，使其与第一激光束到达样品表面的时间产生纳秒量级的延时；接收第二激光束聚焦后射入样品，当激光束的波长与待分析元素谱线能级匹配时，共振激发；采集待分析元素共振激发后对应的特征谱线，以检测样品中待分析元素的含量。本发明对一束激光分束，并引入光束延时使两光束延时可调，将显微聚焦与共振激发技术有机结合。
激光束共振射入显微激光束聚焦共振激光光束延时击穿光谱分束激发诱导等离子体激发能级检测样品能量调节时间产生特征谱线样品表面有机结合元素谱线分析传输光聚焦镜波长检测可调延时蒸汽匹配激光采集聚焦发射引入

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