[发明专利]手持式LIBS光学系统

权利要求书

1.一种手持式LIBS光学系统，包括激光器、检测器，其特征在于：所述光学系统还包括：

二色镜，所述激光器发射的激光透过所述二色镜；

第一透镜，透过所述二色镜的激光经所述第一透镜汇聚，将光斑聚焦在样品表面；

第二透镜，样品表面发出的特征光由第一透镜汇聚、二色镜反射后经所述第二透镜耦合进入光纤；

第三透镜，从所述光纤输出的特征光经第三透镜汇聚至狭缝；

凹面光栅，所述凹面光栅将狭缝出射的特征光分光，并经第四透镜后进入检测器检测；所述狭缝、凹面光栅和检测器的两端位于直径等于所述凹面光栅曲率半径的罗兰圆圆周上；

第四透镜，所述第四透镜对光程差进行补偿，使得分光后的特征光从凹面光栅经第四透镜到达检测器的光程与从凹面光栅不经过第四透镜直接到罗兰圆圆周的光程相等。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述第四透镜为柱透镜，所述柱透镜的两端呈楔形。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于：所述柱透镜为平凸柱面镜，邻近凹面光栅的一侧为曲面，对所述特征光进行汇聚。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于：所述柱透镜到检测器成像面的距离f＝R/(n-1)，R为柱透镜曲面的曲率半径，n为柱透镜材料的折射率。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于：所述柱透镜固定在检测器的表面。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述凹面光栅、第四透镜和检测器构成一组测量光路，所述光学系统包括至少二组测量光路，第一组测量光路的入射光为狭缝出射的特征光，其他组测量光路的入射光为前一组测量光路中凹面光栅的0级光。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于：所述检测器两端在罗兰圆圆周上的位置由波长测量范围决定。

8.根据权利要求1-7任一所述的光学系统，其特征在于：所述检测器为阵列探测器。