The invention provides a coaxial optical barrel with high sensitivity and multi-mirror type, which comprises a first multi-mirror cube (1), a reflective objective (2), a second multi-mirror cube (3), an off-axis mirror module (4), an imaging module with illumination function, and a first multi-mirror cube (1) for reflecting laser and transmitting spectrum. Two multi-mirror cubes (3) are connected with a functional imaging module with illumination for observation and laser focusing, and an off-axis mirror module (4) is connected to collect spectral signals. The method collects light path by reflective spectrum, switches lens, and realizes the full spectrum analysis of UV VIS NIR by stages. The spectral signal loss is small, the spatial resolution is high, and the ambient light and stray light are almost completely shielded. The invention solves the technical problems of the existing technology, such as the difficulty of taking into account the full spectrum analysis of UV VIS NIR, the high spatial resolution and spectral analysis sensitivity, the difficulty of focusing the optical path of the system, and the vulnerability to environmental light interference.
【技术实现步骤摘要】
一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒
本专利技术涉及激光光谱分析
，具体涉及一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒。
技术介绍
微区激光诱导击穿光谱（microlaser-inducedbreakdownspectroscopy，简称微区LIBS）技术基于原子发射光谱分析原理，将脉冲激光束聚焦至样品表面，烧蚀微区物质产生发光等离子体，通过分析等离子体辐射的原子、离子及分子光谱获知物质微区元素成分及含量。微区LIBS技术具有可分析包括氢的全部元素、可分析不导电及难熔材料、无需真空、分析速度快等优点，空间分辨率可至1~5微米，深度分辨率可至亚微米级别，是一种具有独特优点的新型表面成分分析方法。光学系统是微区LIBS系统的主体与核心，它一般由微区光学成像、激光微区聚焦、微区光谱分析三大功能模块组成。微区光学成像模块实际为一种无限筒长的光学显微镜，功能是观察样品表面，寻找并对准待分析微区。激光微区聚焦模块功能是烧蚀待分析微区物质并激发出等离子体。微区光谱分析模块功能是收集等离子体辐射的光谱信号，通过光纤送入光谱仪分析。上述三大模块的集成设计，是微区LIBS光学系统设计的关...
【技术保护点】
1.一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：包括第一多分光镜立方（1）、反射式物镜（2）、第二多分光镜立方（3）、离轴反射镜模块(4)、带照明功能成像模块；所述反射式物镜（2）、第一多分光镜立方（1）、第二多分光镜立方（3）沿竖直向上光轴依次连接，并形成贯穿三者的光路通道；所述第一多分光镜立方（1）包含至少两块可切换的分光镜，用于将射入的激光反射至反射式物镜（2），并将来自反射式物镜（2）的光线透射至第二多分光镜立方（3）；所述第一多分光镜立方（1）内的至少两块分光镜的透射带之和，可完整覆盖UV‑VIS‑NIR全光谱范围；所述第二多分光镜立方（3）用于分离光谱信号光...
【技术特征摘要】
1.一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：包括第一多分光镜立方（1）、反射式物镜（2）、第二多分光镜立方（3）、离轴反射镜模块(4)、带照明功能成像模块；所述反射式物镜（2）、第一多分光镜立方（1）、第二多分光镜立方（3）沿竖直向上光轴依次连接，并形成贯穿三者的光路通道；所述第一多分光镜立方（1）包含至少两块可切换的分光镜，用于将射入的激光反射至反射式物镜（2），并将来自反射式物镜（2）的光线透射至第二多分光镜立方（3）；所述第一多分光镜立方（1）内的至少两块分光镜的透射带之和，可完整覆盖UV-VIS-NIR全光谱范围；所述第二多分光镜立方（3）用于分离光谱信号光路与图像信号光路；所述离轴反射镜模块(4)与第二多分光镜立方（3）连接并位于其光谱信号光路上，用于聚焦谱信号并耦合入外部光纤；所述带照明功能成像模块与第二多分光镜立方（3）连接并位于其图像信号光路上，用于照明并观察样品表面。2.根据权利要求1所述的一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：所述第一多分光镜立方（1）中，第一块分光镜为激光二向色镜，第二块分光镜为激光分束镜；所述激光二向色镜和激光分束镜具有等光学厚度，有效反射激光的镀膜均位于镜片面向激光入射方向的一面。3.根据权利要求1或2所述的任一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：所述第二多分光镜立方（3)包括至少两块可切换的光学镜片，其中第一块光学镜片为可见光分束镜，其面向第一多分光镜立方（1）的一面镀有可见光分光膜，另一面镀有可见光增透膜；第二块光学镜片为全反镜或者全透窗口镜；所述可见光分束镜与全透窗口镜的光学厚度相等。4.根据权利要求3所述的一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：所述第一多分光镜立方（1）和第二多分光镜立方（3)均为立方体结构，其上、下、左、右侧面的中心均开有通光孔，沿其前、后侧面对角线还设有光学导轨板；所述光学导轨板设有光学安装面；所述光学安装面与立方体结构的水平、竖直轴线均具有45度夹角；所述光学安装面包括至少两个光学安装位，用于一对一安装至少两个镜片；所述光学导轨板还用于使光学安装面中任一个光学安装位切换至立方体结构的水平、竖直轴线交点上。5.根据权利要求4所述的一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：所述第二多分光镜立方（3)的光学导轨板与第一多分光镜立方（1）的光学导轨板具有90度夹角；所述第二多分光镜立方（3)内安装的可见光分束镜与第一多分光镜立方（1）内安装的激光二向色镜、激光分束镜具有相等的光学厚度。6.根据权利要求4或5所述的任一种多分光镜式高灵敏度同轴光学镜筒，其特征在于：所述离轴反射镜模块(4)，用于将光谱信号聚焦至垂直于入射方向的焦点处，其入射光方向、出射光方向的两侧面板设有通光孔；所述出射光方向通光孔用于连接并使外部光纤位于所述焦点处，入射光方向通光孔用于连通第二多分光镜立方（3)；所述带照明功能成像模块包括固定式分光镜立方（5），照明装置和成像装置；所述固定式分光镜立方（5）为立方体结构，其上、下、左、右侧面中心均开有通光孔，其前、后侧面之间固定安装有可见光分束镜；所述可见光分束镜与固定式分光镜立方（5）的上、下、左、右侧面均具有45度夹角，在可见光区域具有部分反射部分透射特性；所述可见光分束镜朝向第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李常茂，李赣，陈长安，张广丰，杨蕊竹，李强，李海波，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51
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