LIBS系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种LIBS系统，包括：激光装置，能够向待检测物发射激光；至少一台光谱装置，能够检测并分析经等离子体刻蚀的所述待检测物发出的光谱；以及时序控制装置，所述时序控制装置能够基于同一时钟源向所述激光装置和所述光谱装置发送控制信号，当光谱装置为一台时，时序控制装置基于同一时钟源向激光装置和光谱装置发送控制信号，能够消除因激光装置和光谱装置基于不同基准时钟运行而产生的信号延迟，提高了光谱采集的准确性，当光谱装置为多台时，不仅克服了光谱装置对外部触发信号(激光发射信号)的响应的触发延迟抖动，而且实现了多个光谱装置或同一光谱装置的多个通道的同步运行，进而实现了同时对多个待测样品的检测。

【技术实现步骤摘要】
LIBS系统
本技术涉及光谱装置触发
，具体地涉及一种LIBS系统。
技术介绍
在激光诱导击穿光谱(LaserInducedBreakdownSpectroscopy简称LIBS)系统中，使用激光器作为激发源。激光器的输出激光脉冲被聚焦到被测物体的表面，产生激光剥离以及寿命很短但亮度很高的等离子体，从而发射出具有特定波长的光辐射，使用高灵敏度的光谱装置对这些光辐射进行探测和光谱分析，就可以得到被测材料的元素信息。在进行光谱采集时，光谱装置的探测装置通常由时钟脉冲信号驱动，现有技术中，每一个独立的光谱装置，其内部都会有一个时钟信号发生装置，在激光诱导击穿光谱系统中，为了实现对多个样品同时进行检测，需要同步控制多个光谱装置的运行，由于多个光谱装置的时钟信号发生装置所产生的时钟信号无法完全同步，且外部触发信号对多个光谱装置的触发也存在着时间差，而LIBS系统中等离子体信号的寿命非常短，其等离子体的演变过程又非常迅速，迅速到需要用ns来计算，因此，当多个光谱装置同时进行采样时，即使微小的时间偏差也可能对采样结果产生较大的影响。因此，有必要对现有的LIBS系统进行改进。
技术实现思路
为了解决现有技术中，LIBS系统中的光谱装置的响应与外部触发信号不同步，及多个光谱装置的采样时间不同步的技术问题，本技术提供一种LIBS系统，包括：激光装置，能够向待检测物发射激光；至少一台光谱装置，能够检测并分析经等离子体刻蚀的待检测物发出的光谱；以及时序控制装置，时序控制装置能够基于同一时钟源向激光装置和光谱装置发送控制信号。在该技术方案中，能够应对光谱装置为一台或者多台的情况。具体来说，当光谱装置为一台时，由于控制光谱装置进行光谱采样的采样信号通常由控制激光装置发射激光的激光发射信号触发，时序控制装置基于同一时钟源向激光装置和光谱装置发送控制信号，也即激光装置和光谱装置基于同一基准时钟运行，能够消除因激光装置和光谱装置基于不同基准时钟运行而产生的信号延迟，由此提高了光谱采集的准确性，进而提升了光谱分析的稳定性和一致性。进一步说，当光谱装置为多台时，时序控制装置基于同一时钟源向激光装置和光谱装置发送控制信号，不仅克服了光谱装置对外部触发信号(激光发射信号)的响应的触发延迟抖动，而且在上述技术效果的基础上实现了多个光谱装置或同一光谱装置的多个通道的同步运行，进而实现了同时对多个待测样品的检测，提高了检测效率，进一步提高了时间控制精度和采样分析的准确性。在本技术的较优技术方案中，光谱装置包括:探测装置，用于采集光谱；探测装置具有时钟信号发生装置，时钟源为时钟信号发生装置。在该技术方案中，明确了时钟源的配置，即时钟源为探测装置的时钟信号发生装置，利用了LIBS系统中原有的时钟源，而无需新增时钟源，简化了线路的连接，并节约了成本。在本技术的较优技术方案中，时序控制装置与时钟信号发生装置相连接。在该技术方案中，时序控制装置与时钟信号发生装置相连接，也即时序控制装置以时钟信号发生装置发出的时钟信号作为系统时钟，实现了由时序控制装置发送的信号与光谱装置所接受的信号的同时钟源。时序控制装置与时钟信号发生装置相连接的具体方式没有限定，可以是通信连接，也可以是线路连接。在本技术的较优技术方案中，控制信号至少包括：用于控制激光装置产生激光的激光发生信号；用于控制激光装置发射激光的激光发射信号；以及用于控制光谱装置对光谱进行采样的采样信号。在该技术方案中，控制信号至少包括激光发生信号、激光发射信号以及采样信号等，从而实现了多个光谱装置或同一光谱装置的多个通道的同步运行。在本技术的较优技术方案中，还包括：延时电路，延时电路能够使采样信号相对于激光发射信号延时发送。在该技术方案中，设置延时电路的原因之一在于：激光诱导等离子体形成的初期，不仅存在表征物质成分的原子谱线，由于轫致辐射的原因还存在较强的连续谱线，而连续谱线会将有效的原子谱线淹没，降低信噪比，不利于物质成分的检测，但是连续谱线衰减速度较快，远远大于原子谱线，经过一段时间(1-2μs)，连续谱线衰减殆尽，而表征物质成分的原子谱线强度依旧较强，此时启动光谱装置采集光谱可获得较弱的连续谱线和较强的原子谱线，实现信噪比的最大化，将此时刻定义为最佳采样时间，并根据该时刻与激光发射信号发送时刻的时间差，基于该时间差将采样信号相对于激光发射信号延时发送,也即光谱装置的外部触发信号为激光发射信号。在一些技术方案中，用户也可以根据使用需求利用延时电路延时发送激光发射信号，并相应地调整采样信号的发送时间，以保持激光发射信号和采样信号的发送时间的时间差不变，从而实现信噪比的最大化。在本技术的较优技术方案中，延时电路设置于时序控制装置。在该技术方案中，延时电路设置于时序控制装置，有利于整体化生产时序控制装置，也有利于时序控制装置对延时电路的控制。在本技术的较优技术方案中，激光装置为光泵浦激光装置。在本技术的较优技术方案中，激光装置为Nd：YAG激光装置。在本技术的较优技术方案中，探测装置为CCD探测装置或CMOS探测装置。在本技术的较优技术方案中，还包括：计算机，与时序控制装置相连接，并能够通过软件实现对时序控制装置所发送的控制信号的发送时间和延时时间进行设定。在该技术方案中，计算机能够通过软件实现对时序控制装置所发送的控制信号的发送时间和延时时间进行设定，如此设置，不仅方便研究，易于集成至现有的工业系统中，而且省去了用于同步信号的信号发生器，节约了制造成本。附图说明图1为本技术所提供的LIBS系统的结构示意图；附图标记：100-LIBS系统101-待检测物110-激光装置111-泵浦源112-激光晶体113-谐振腔114-激光发射装置120-光谱装置121-探测装置1211-时钟信号发生装置130-时序控制装置131-控制单元1311-时钟倍频PLL模块1312-脉宽调制HRPWM模块1313-处理器1314-计算机132-信号输出单元140-延时电路具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本实施方式所提供的LIBS系统100，如图1所示，主要包括：激光装置110，激光装置110能够向待检测物101发射激光，其中，待检测物101可以呈固态、液态或气态，并能够在激光诱导产生的等离子体的刻蚀下发出光谱；光谱装置120，光谱装置120能够检测并分析经等离子体刻蚀的待检测物101发出的光谱；以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LIBS系统，其特征在于，包括：/n激光装置，能够向待检测物发射激光；/n至少一台光谱装置，能够检测并分析经等离子体刻蚀的所述待检测物发出的光谱；以及/n时序控制装置，所述时序控制装置能够基于同一时钟源向所述激光装置和所述光谱装置发送控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种LIBS系统，其特征在于，包括：
激光装置，能够向待检测物发射激光；
至少一台光谱装置，能够检测并分析经等离子体刻蚀的所述待检测物发出的光谱；以及
时序控制装置，所述时序控制装置能够基于同一时钟源向所述激光装置和所述光谱装置发送控制信号。


2.根据权利要求1所述的LIBS系统，其特征在于，所述光谱装置包括:
探测装置，用于采集所述光谱；所述探测装置具有时钟信号发生装置，所述时钟源为所述时钟信号发生装置。


3.根据权利要求2所述的LIBS系统，其特征在于，所述时序控制装置与所述时钟信号发生装置相连接。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的LIBS系统，其特征在于，所述控制信号至少包括：
用于控制所述激光装置产生激光的激光发生信号；
用于控制所述激光装置发射激光的激光发射信号；以及
用于控制所述光谱装置对所述光谱进行采...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，潘嘉杰，张昊翔，孙玲，
申请(专利权)人：蔚海光学仪器上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31