一种小型化的激光剥蚀系统及样品池模块技术方案

本发明专利技术公开了一种小型化的激光剥蚀系统，包括激光剥蚀模块和样品池模块；所述样品池模块通过固定环与激光剥蚀模块固定连接；所述激光剥蚀模块包括依次连接的激光发射器

【技术实现步骤摘要】
一种小型化的激光剥蚀系统及样品池模块


[0001]本专利技术属于激光剥蚀
，尤其涉及一种小型化的激光剥蚀系统及样品池模块
。

技术介绍

[0002]激光剥蚀电感耦合等离子体质谱
(LA
‑
ICP
‑
MS)
利用激光器发出激光束，使用物镜使激光聚焦样品特定区域，利用脉冲激光的能量把固体样品直接剥蚀成微小的颗粒，与载气形成气溶胶，然后通过电感耦合等离子体源
(ICP)
将颗粒等离子化后，进入质谱进行元素检测
。
[0003]LA
‑
ICP
‑
MS
由激光剥蚀固体进样系统和电感耦合等离子体质谱仪两部分组成
。
目前市面上常见的激光剥蚀进样系统由激光器
、
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
、
移动平台
、
气路等组成
。
[0004]在激光剥蚀等离子体质谱分析中，首先需要把待测的样品
15
放在样品池里面，激光剥蚀样品表面产生的样品气溶胶由载气带入等离子体质谱进行元素和同位素分析
。
样品池用于放置样品及激光剥蚀，是影响
LA
‑
1CP
‑
MS
分析性能的主要部件之一，因而样品池的设计很重要，粒子在从剥蚀区至
ICP
的传输期间混合，不同样品池的设计将对元素分析信号强度
、
信号稳定性
、
元素分馏以及做样的效率产生重大的影响
。
[0005]目前市面上激光剥蚀系统如图1所示，目前常见的激光剥蚀装置由激光发射器
10、
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
。
市面上样品池规格有
500*500*500mm
到
100*100*50mm
大小不等
。
[0006]现有激光剥蚀质谱联用也存在如下问题：
[0007]1，对样品的大小
、
形状均有明确的要求，大件不规则的物体不能够直接进行分析；
[0008]2，正常情况下需要对样品进行切割打磨或者制靶，制样过程比较繁琐；
[0009]3，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，影响检测灵敏度；
[0010]4，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
。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种小型化的激光剥蚀系统，通过样品池壳体的下端与接触面形成密封连接，仅需要剥蚀区域的样品表面平整光滑，简化了繁琐的前处理切割打磨步骤，大大避免了外来的污染影响检测质量，同时可用于实现便携式激光剥蚀质谱检测
。
[0012]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种小型化的激光剥蚀系统，包括激光剥蚀模块和样品池模块；所述样品池模块通过固定环与激光剥蚀模块固定连接；
[0013]所述激光剥蚀模块包括依次连接的激光发射器
、
振镜模块和样品镜头，所述激光发射器用于产生剥蚀激光，所述振镜模块用于高速调节所述剥蚀激光的聚焦位置，所述样
品镜头为物镜或者场镜；
[0014]所述样品池模块包括样品池壳体
、
进气口
、
出气口和窗片；
[0015]所述窗片用于将样品镜头与样品池模块的内部空间隔开并允许剥蚀激光通过；
[0016]所述进气口和出气口设置在样品池壳体上；所述出气口用于和检测装置气路连接；
[0017]所述样品池壳体的下端具有开口，所述样品池壳体的下端边缘设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈用于将样品池壳体的下端与接触面形成密封连接，所述接触面为样品表面或者样品支架表面
。
[0018]优选地，所述样品池模块还包括导流板，所述导流板设置在窗片下方，所述导流板的一侧设置有辅助进气口，所述导流板用于使从辅助进气口送入的载气形成向下气流
。
[0019]优选地，还包括升降平台，所述升降平台用于放置样品或者样品支架
。
[0020]优选地，所述升降平台为三轴移动平台
。
[0021]优选地，所述进气口和出气口离所述样品池壳体的下端距离为2～
6mm。
[0022]优选地，所述样品池壳体的下端的开口的直径为1～
10mm。
[0023]优选地，所述振镜模块为三维振镜模块，所述三维振镜模块包括
Z
轴移动镜头
、Z
轴聚焦镜头
、X
轴振镜和
Y
轴振镜；
[0024]所述三维振镜模块通过
Z
轴移动镜头和
Z
轴聚焦镜头的配合高速调节所述剥蚀激光的焦点沿光轴方向的位置；所述
X
轴振镜和
Y
轴振镜用于高速调节所述剥蚀激光的焦点沿垂直于光轴方向的位置
。
[0025]优选地，所述检测装置包括质谱仪
。
[0026]本专利技术另一方面提供了一种上述的激光剥蚀系统在文物样品表面的质谱检测中的应用
。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028](1)
本专利技术通过三维振镜模块可以省去样品台的移动，大大减小装置整体的体积，并且样品池模块的体积非常小，开口的内径可以在
10mm
以内，整体高度在
40mm
以内，在其他模块轻量化的情况下可以实现整个装置的便携化，形成便携式激光剥蚀分析装置；
[0029](2)
本专利技术采用二维或三维振镜，无论响应的速度还是移动的速度以及定位的精度，均远远优于传统的移动台，实现
2D
或
3D
的剥蚀与分析；
[0030](3)
本专利技术的样品池模块内除了样品外，没有了传统的移动台
、
没有了传统的电机
、
没有多余的电线与电缆，几乎没有外来的污染源，真正实现了零污染，最大程度减少了环境对检测的干扰；并且本专利技术的样品池模块的体积可以做到非常小，其所需要的载气
、
保护气等非常少，在节约成本的同时，实现了节能环保，减少了废气的排放；
[0031](4)
本专利技术只需要保证样品剥蚀区域表面平整光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种小型化的激光剥蚀系统，其特征在于，包括激光剥蚀模块和样品池模块；所述样品池模块通过固定环与激光剥蚀模块固定连接；所述激光剥蚀模块包括依次连接的激光发射器
、
振镜模块和样品镜头，所述激光发射器用于产生剥蚀激光，所述振镜模块用于高速调节所述剥蚀激光的聚焦位置，所述样品镜头为物镜或者场镜；所述样品池模块包括样品池壳体
、
进气口
、
出气口和窗片；所述窗片用于将样品镜头与样品池模块的内部空间隔开并允许剥蚀激光通过；所述进气口和出气口设置在样品池壳体上；所述出气口用于和检测装置气路连接；所述样品池壳体的下端具有开口，所述样品池壳体的下端边缘设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈用于将样品池壳体的下端与接触面形成密封连接，所述接触面为样品表面或者样品支架表面
。2.
根据权利要求1所述的激光剥蚀系统，其特征在于，所述样品池模块还包括导流板，所述导流板设置在窗片下方，所述导流板的一侧设置有辅助进气口
。3.
根据权利要求1所述的激光剥蚀系统，其特征在于，还包括升降平台，所述升降平台用于放置样品或者样品支架
。4.
根据权利要求3所述的激光剥蚀系统，其特征在于，所述升降平台为三轴移动平台
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇刚，陈国荣，李剑，王辉，
申请(专利权)人：上海凯来仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：