本发明专利技术公开了一种激光剥蚀装置，包括激光发射器、三维振镜系统、场镜和样品台；所述三维振镜系统包括移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜和Y轴振镜；所述样品台用于盛放样品；所述激光发射器用于发射激光光束，所述激光光束通过第一光路聚焦至所述样品表面；所述移动镜头可以沿所述激光发射器发射激光光束的光轴上轴向移动，所述移动镜头通过调节与所述聚焦镜头的距离，使所述激光光束聚焦的位置在所述样品表面沿Z轴发生改变；所述X轴振镜和Y轴振镜可以分别进行高频绕轴往复转动。本发明专利技术能够自动聚焦或者通过预设的坐标进行激光剥蚀，省去人工调整的步骤，大大减小人工操作带来的误差和提高激光剥蚀的效率，并且还可以精确控制样品采样量。量。量。
【技术实现步骤摘要】
一种激光剥蚀装置及样品池、样品杯
[0001]本专利技术属于激光剥蚀
，尤其涉及一种激光剥蚀装置及样品池、样品杯。
技术介绍
[0002]随着激光剥蚀系统的逐步成熟，激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA
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ICP
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MS)作为一种固体直接进样，原位、微区、元素分析技术，被研究机构广泛应用，如图1所示，激光发射器1发射激光束1
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1至样品3
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1表面进行剥蚀，引入载气2并带走剥蚀产生的气溶胶颗粒(即载气和气溶胶颗粒2
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1)。但传统的激光剥蚀通常使用物镜使激光聚焦样品特定区域，进行分析，但是对于需要超快速剥蚀不同区域的问题，普通的激光剥蚀系统是没有办法解决的，另外利用传统的激光剥蚀方法通过ICP
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MS分析只能获得样品特定微小区域的元素平面分布图。
[0003]现有技术中，如图2所示，采取激光器1、二维振镜系统4(一X轴振镜、一Y轴振镜)和一场镜组成新的飞秒激光剥蚀装置，X轴振镜和Y轴振镜可以分别进行高频绕轴往复转动，飞秒激光模块发射的激光脉冲经过X轴振镜、Y轴振镜的反射以及场镜的折射后聚焦在物方的焦平面上，激光束剥蚀产生的样品颗粒达到纳米级别，与载气形成气溶胶经过气路进入ICP
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MS进行分析。该装置可以超快速剥蚀不同区域，并可以快速扫描整个样品表面或者按照点、直线、圆、曲线等对样品进行剥蚀，剥蚀产生的样品颗粒达到纳米级，且产生的样品量更大，解决了样品基体匹配的标准样品难找的问题，完成标准加入法的目标，快速完成样品的元素平面分布图。
[0004]但飞秒激光模块、二维振镜、场镜的组成的新激光剥蚀装置在技术上也存在一些问题：
[0005]1、无法自动高速聚焦，无法适用表面高低不平的样品；
[0006]2、不同材料剥蚀的深度受材料特性的影响存在不确定；
[0007]3、无法精确的采集样品，激光剥蚀样品采样量一致性不太理想；
[0008]4、在同一点位，进行重复剥蚀时，需要手动调整焦距或重新输入参数；
[0009]5、现有激光剥蚀装置，通过手动调整样品移动台高度与场镜焦距，可以进行简易三维剥蚀，但效率太低，且非常不精确。
[0010]目前市面上常见的激光剥蚀装置由激光器、光路系统、场镜、样品池等组成，其中样品池又由样品杯(部分带XY移动机构)、样品支架、XY移动台、气路等组成。考虑到分析的多种情况，样品池从500*500*500mm到100*100*50mm大小不等。激光剥蚀系统工作时，工作人员通过软件对XY移动台电机进行控制，实现X轴与Y轴移动，带动样品移动，从而实现对样品的选择以及样品剥蚀区域的定位。
[0011]但现有激光剥蚀质谱联用也存在如下问题：
[0012]1，移动台、电机、电线等均在样品池中，这些部件本身就是一个污染源；
[0013]2，部件运动摩擦可能会产生新的污染物；
[0014]3，零件润滑使用的润滑油可能挥发出一些物质带来污染；
[0015]4，样品池越大，可能存在卫生死角，污染物不易被清理与带走，可能对样品造成污染；
[0016]5，样品池越大，所需要的载气、保护气等越多，造成运行成本上升；
[0017]所有这些问题可能对哪些在污染控制严格的应用如同位素分析、地质定年以及元素成像具有非常大的影响。
[0018]因此，如何能够自动聚焦，省去人工调整的步骤，大大减小人工操作带来的误差和提高激光剥蚀的效率并且使样品池容量小和降低样品污染，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
[0019]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种激光剥蚀装置，能够自动聚焦或者通过预设的坐标进行激光剥蚀，省去人工调整的步骤，大大减小人工操作带来的误差和提高激光剥蚀的效率，并且还可以精确控制样品采样量。
[0020]为实现上述目的，本专利技术提供了一种激光剥蚀装置，包括激光发射器、三维振镜系统和场镜；
[0021]所述三维振镜系统包括移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜和Y轴振镜；
[0022]所述激光发射器用于发射激光光束，所述激光光束通过第一光路聚焦至样品表面，所述移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜设置在第一光路上；
[0023]所述移动镜头可以沿第一光路轴向移动，所述移动镜头通过调节其与所述聚焦镜头的距离，使所述激光光束聚焦的位置在所述样品表面沿Z轴发生改变；
[0024]所述X轴振镜和Y轴振镜可以分别进行高频绕轴往复转动，所述X轴振镜和Y轴振镜用于调节在所述样品表面的水平方向的聚焦位置。
[0025]优选地，所述激光光束依次通过移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜，形成第一光路。
[0026]优选地，还包括三维调焦装置壳体和设置在所述三维调焦装置壳体上的冷却装置，所述冷却装置用于散热，所述激光发射器、移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜设置在三维调焦装置壳体内。
[0027]优选地，还包括测距模块，所述测距模块包括第二光路元件和二向色镜，所述第二光路元件用于通过第二光路进行测距，所述激光光束在样品表面反射后依次通过场镜、二向色镜和第二光路元件形成第二光路。
[0028]优选地，还包括装配式样品池，所述装配式样品池包括样品池壳体、密封圈和采样杯，所述样品池壳体设置有至少一个进气口和一个出气口，所述装配式样品池壳体的上端与所述场镜固定连接，所述密封圈设置在所述场镜和装配式样品池壳体之间，所述采样杯与出气口连接，所述采样杯用于采集样品通过激光剥蚀产生的气溶胶颗粒。
[0029]优选地，所述装配式样品池的底部设置有样品盛放处。
[0030]优选地，还包括一个可拆卸式样品台，所述可拆卸式样品台定位安装在所述装配式样品池的底部。
[0031]优选地，所述可拆卸式样品台包括一个定位弹簧，所述装配式样品池包括一个限位件，所述可拆卸式样品台通过所述定位弹簧和所述限位件的配合定位安装在所述装配式样品池的底部。
[0032]优选地，所述装配式样品池还包括一环形照明灯，所述环形照明灯设置在装配式样品池内，所述环形照明灯用于样品照明。
[0033]本专利技术的激光剥蚀装置在安装了装配式样品池后省去了移动样品台因此可以作为便携式的分析仪器的一部分使用，装配式样品池以及可拆卸式样品台均易于拆装清洁更换，严格控制了外来污染。
[0034]本专利技术另一方面提供了上述的激光剥蚀装置在质谱分析三维成像中的应用。
[0035]本专利技术具有以下有益效果：
[0036]1、本专利技术的三维振镜系统可以快速调节聚焦高度，适用于不平整表面样品或分层剥蚀；在同一点位，进行重复剥蚀时，不需要中途手动调整焦距或中断工作，重新输入参数；
[0037]2、传统的激光剥蚀样品的采样量存在一定的不确定性，本专利技术每次的采样量通过设定X\Y\Z轴等相关参数后变为可预测且确定，极大提高了激光剥蚀样品的一致性；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光剥蚀装置，其特征在于，包括激光发射器、三维振镜系统和场镜；所述三维振镜系统包括移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜和Y轴振镜；所述激光发射器用于发射激光光束，所述激光光束通过第一光路聚焦至样品表面，所述移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜设置在第一光路上；所述移动镜头可以沿第一光路轴向移动，所述移动镜头通过调节其与所述聚焦镜头的距离，使所述激光光束聚焦的位置在所述样品表面沿Z轴发生改变；所述X轴振镜和Y轴振镜可以分别进行高频绕轴往复转动，所述X轴振镜和Y轴振镜用于调节在所述样品表面的水平方向的聚焦位置。2.根据权利要求1所述的激光剥蚀装置，其特征在于，所述激光光束依次通过移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜，形成第一光路。3.根据权利要求1所述的激光剥蚀装置，其特征在于，还包括三维调焦装置壳体和设置在所述三维调焦装置壳体上的冷却装置，所述冷却装置用于散热，所述激光发射器、移动镜头、聚焦镜头、X轴振镜、Y轴振镜和场镜设置在三维调焦装置壳体内。4.根据权利要求1所述的激光剥蚀装置，其特征在于，还包括测距模块，所述测距模块包括第二光路元件和二向色镜，所述第二光路元件用于通过第二光路进行测距，所述激光光束在样品表面反射后依次通过场镜、二向色镜和第二光路元件形成第二光路。...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇刚，陈国荣，王辉，李剑，
申请(专利权)人：上海凯来仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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