[发明专利]一种提高激光探针中碳元素检测灵敏度的方法有效
| 申请号： | 201611247163.5 | 申请日： | 2016-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN106770191B | 公开（公告）日： | 2019-05-14 |
| 发明（设计）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 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | G01N21/71 | 分类号： | G01N21/71;G01N21/64 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 梁鹏 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 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。 | ||
| 搜索关键词： | 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 | ||
【主权项】：
1.一种提高激光探针中碳元素检测灵敏度的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.准备好待测样品，打开固定波长激光器输出激光束，采用激光束烧蚀待测样品表面，在激光束的作用下，待测样品表面和靠近待测样品表面的环境气体迅速升温变为等离子体，待测样品中所含的碳元素和环境气体中的氮气被原子化进入等离子体，等离子体中的碳原子和氮原子结合为氰基分子；S2.准备一波长可调谐激光器，将该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，波长可调谐激光器的激光束输出并辐照等离子体，对等离子体中的氰基分子的电子进行共振激发；S3.对等离子体中的氰基分子的电子受激发产生能级跃迁，从而发射出荧光信号，收集氰基分子中的电子在跃迁能级时发射的荧光光谱，并记录该荧光光谱；S4.根据步骤S3中采集的对等离子体中的氰基分子发射的荧光光谱，对待测样品中的碳元素进行定性或定量分析，得到碳元素的检测结果。
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- 2018-12-21 - 2019-08-16 - G01N21/71
- 本实用新型涉及一种将光线耦合进光纤的紧凑消色差型光采集器；该光采集器含有从前到后依次安装在镜筒内的两个菲涅尔聚焦透镜、两个凸透镜、凹透镜、和光纤接口，光纤接口后部的光纤从镜筒后端穿出；菲涅尔聚焦透的外径D1大于凸透镜和凹透镜的外径D2，两个菲涅尔聚焦透镜的光面相对设置，第二菲涅尔聚焦透镜和第三凸透镜的光心之间的距离等于第二菲涅尔聚焦透镜的非光面焦距和第三凸透镜的前焦距之和，第四凸透镜的光心和光纤接口的光线接收面中心之间的距离大于第四凸透镜的后焦距，第四凸透镜的光心和凹透镜的光心之间的距离小于第四凸透镜的后焦距；本实用新型在保证光收集效能的情况下，具有大采集立体角、结构紧凑和消除色差的功能。
- 基于激光诱导击穿光谱技术的宣纸优劣鉴别系统-201821841209.0
- 钱晓陆;刘玉柱;周冯斌;祝若松;张启航;尹文怡 - 南京信息工程大学
- 2018-11-09 - 2019-08-13 - G01N21/71
- 本实用新型是基于激光诱导击穿光谱技术的宣纸优劣鉴别系统，包括光谱仪、激光器、聚光镜、测试转盘、分类装置、控制器、数据处理器；光谱仪与数据处理器信号连接，所述的激光器与光谱仪信号连接，所述的激光器产生的激光光路穿过聚光镜汇聚在样品槽中央位置，若干个相同的样品槽均匀分布在测试转盘的边缘，所述的测试转盘的下方设置有分类装置，所述的光浦仪连接有采集镜头，所述的数据处理器与控制器信号连接，所述的控制器与分类装置、测试转盘信号控制连接。该系统可以实现对宣纸优劣的在线快速准确鉴别，可以实现宣纸检测鉴别的自动化。
- 一种实时监测气溶胶颗粒物无机元素成分的装置和方法-201910396394.X
- 高智星;李静;胡凤明;崔大庆;陆泽;高健 - 中国原子能科学研究院
- 2019-05-14 - 2019-08-06 - G01N21/71
- 本发明属于环境污染监测技术领域，涉及一种实时监测气溶胶颗粒物无机元素成分的装置和方法。所述的装置包括气溶胶通路、等离子体闪光激发通路、等离子体闪光收集通路，所述的等离子体闪光收集通路包括彼此连接的增强型等离子体闪光收集腔与光谱仪；所述的增强型等离子体闪光收集腔的壁面由合并在一起的部分椭球面与半球面组成，其中椭球面的一个焦点A即为半球面的球心，也是所述的气溶胶通路、等离子体闪光激发通路、等离子体闪光收集通路的交点，即等离子体火花产生处。利用本发明的实时监测气溶胶颗粒物无机元素成分的装置和方法，能够更准确、更灵敏、低成本和少耗时的实时监测气溶胶颗粒物无机元素成分。
- 扫描式激光诱导光谱面范围分析检测系统-201610975941.6
- 赵天卓;连富强;貊泽强;林蔚然;刘洋;聂树真;肖红;张鸿博;樊仲维 - 中国科学院光电研究院
- 2016-11-07 - 2019-08-06 - G01N21/71
- 本发明公开了一种扫描式激光诱导光谱面范围分析检测系统，激光发射头与外置的激光诱导光源连接，外置的激光诱导光源产生激光，经激光发射头将激光发射，实现激光诱导等离子的发生。调焦光学装置将激光发射头发射的诱导激励的激光束汇聚到被测样品表面上。之后，反射镜采集被测样品的宽光谱范围诱导等离子体散射光信号汇聚到收光装置中。所述的收光装置将诱导等离子体散射光汇聚到光纤中，并传输给外置的光谱仪，该外置的光谱仪对等离子体形成的光谱进行分光，获得不同波长光谱强度数据。因此，本发明同光学轴实现数百纳米宽范围光谱采集，能够承载焦耳级大能量激光诱导，效率高至90％以上。
- 一种基于被动调Q激光器泵浦光触发的LIBS系统-201821735976.3
- 田兆硕;毕宗杰;尹松林;王玲;张延超 - 苏州云瑞光电科技有限公司
- 2018-10-25 - 2019-08-06 - G01N21/71
- 本实用新型提出一种基于被动调Q激光器泵浦光触发的LIBS系统，包括激光发射系统、光触发延时系统及光谱探测系统，激光发射系统中的激发光源采用被动调Q固体激光器；光触发延时系统包括相连接的光触发器和延时器，光触发器上连接有光纤，其末端连接有光纤接头，光纤接头与被动调Q固体激光器的聚光腔上设有的安装孔配合安装；光谱探测系统包括光谱仪，其与延时器相连接，光谱仪上还连接有光纤，光纤的末端连接有光纤探头。上述LIBS系统能够及时触发光谱仪接收光谱信号，通过调节延时器的延时时间，以获得最大信噪比的光谱信号；由于系统采用被动调Q固体激光器，因此该LIBS系统具有体积小、造价低的优点，利于更广泛的推广应用。
- 一种激光诱导击穿光谱仪中的信号增强收集装置-201821914570.1
- 孙嵘 - 苏州星帆华镭光电科技有限公司
- 2018-11-20 - 2019-07-26 - G01N21/71
- 本实用新型公开了一种可使信号收集端跟随激光烧灼焦点同步移动的激光诱导击穿光谱仪中的信号增强收集装置，包括：光纤、内套管、外套管和收集底座，外套管设置在收集底座上，内套管的一端套设在外套管中，所述的光纤穿过内套管设置在外套管中，收集底座上还设置有悬浮式簧片，悬浮式簧片的一端设置有正对着外套管的端面布置的棱镜，悬浮式簧片的另一端上设置有振动用马达。本实用新型还公开了另一种激光诱导击穿光谱仪中的信号增强收集装置，包括：光纤、内、外套管和收集底座，收集底座上设置有压电滑块，外套管设置在压电滑块上。采用该信号增强收集装置的激光诱导击穿光谱仪可以大幅提高检测的准确性。
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