[发明专利]一种高效的多路激光探针分析系统与方法

摘要

本发明公开了一种多路激光探针检测系统与方法。该检测系统可将激光光源分成多路通过光纤分别传送至多个待测点，激发产生激光等离子体后，将相应的光谱信号传回检测系统，最终实现一台激光探针仪的多点同时在线检测，使用光纤传输激光和光谱信号，不仅可以提高恶劣环境中激光探针的抗干扰能力，而且还可以大幅降低激光探针仪的应用成本。该发明特别适用于包含多条生产线的大型工业过程，具备对生产线上的产品的多种元素同时进行在线监测的能力，可以大幅降低激光探针仪器的应用成本，将有助于激光探针技术的推广和普及。

主权项

一种多路激光探针检测系统，该系统包括脉冲激光器(1)、光栅光谱仪(5)、ICCD探测器(6)、数字延迟脉冲发生器(7)和计算机(8)，其特征在于，该系统还包括分光耦合装置A、光信号合路装置C和多台探测装置B；所述脉冲激光器(1)通过传导光纤与分光耦合装置A的输入端相连，分光耦合装置A的输出端通过多路传导光纤将脉冲激光信号分别传输到各探测装置B中，分光耦合装置A用于将脉冲激光器(1)发出的脉冲信号按时序或者能量分路耦合到多芯光纤，以实现一束激光对多个待测点的激发；各探测装置B均包括扫描振镜系统D、第二会聚透镜(25)和光纤耦合器(26)；所述的扫描振镜系统D用于对激光束进行聚焦对检测点进行面扫描，使各检测点表面形成等离子体；第二会聚透镜(25)用于从激光束侧向采集所述等离子体发射的光信号，采集到的光信号被光纤耦合器(26)耦合后通过传导光纤传输至光信号合路装置C；光信号合路装置C用于将多路光信号合并为一路光信号，合路后的等离子体光信号按照传输的时序分别被传导光纤传送至光栅光谱仪(5)，光栅光谱仪(5)按照时序对等离子体光信号分光后传输至ICCD探测器(6)；ICCD探测器(6)依次对分光后的信号进行检测，经过光电转换后，各个检测点光谱信息由计算机(8)输出；所述的数字延迟脉冲发生器(7)连接脉冲激光器(1)的Q‑switch信号输出端和ICCD探测器(6)的触发信号输入端，用于控制激光脉冲信号与ICCD探测的延迟时间；所述计算机(8)用于控制脉冲激光器(1)发出脉冲激光信号与ICCD开始采集信号的时间间隔，并接收来自ICCD探测器(6)的光谱数据，其内置的光谱分析软件是多窗口界面，每个窗口对应显示一处探测点的等离子体光谱信号，用于对光谱数据进行分析和处理。