專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物理領(lǐng)域，尤其涉及光譜測(cè)量技術(shù)，特別是一種便攜式激光誘導(dǎo)
多種光譜測(cè)試終端。
技術(shù)背景 光是一種電磁輻射波，具有一定的能量，不同波長(zhǎng)光的能量與分子或原子內(nèi)電子的某個(gè)量子化能級(jí)差相對(duì)應(yīng)，當(dāng)光作用于待測(cè)物質(zhì)時(shí)，會(huì)引起反射、吸收和散射等現(xiàn)象，從而產(chǎn)生入射光信號(hào)的變化，入射光信號(hào)的變化直接反映了化合物原子或分子電磁輻射的吸收量、反射量或散射量，光譜技術(shù)就是測(cè)量其變化，得到光吸收、反射或散射的光譜圖，從而進(jìn)行定性或者定量分析，識(shí)別化合物。 常用的光譜技術(shù)方法有紫外_可見(jiàn)吸收光譜法，也稱(chēng)為紫外_可見(jiàn)分光光度法，多用于有機(jī)材料的分析。分析所用儀器的主要構(gòu)造包括光源、波長(zhǎng)控制裝置、吸收池和信號(hào)檢測(cè)器。光源有紫外線和可見(jiàn)光兩個(gè)系統(tǒng)，吸收池供放置檢材、樣本溶液之用。紫外線或可見(jiàn)光光束射入吸收池中的檢材或樣本溶液，有些波長(zhǎng)被吸收，有些波長(zhǎng)被通過(guò)，因而形成譜圖，通過(guò)檢測(cè)器記錄系統(tǒng)記錄下來(lái)或在熒光屏上顯示。然后對(duì)所形成的譜圖進(jìn)行分析，從而對(duì)檢材、樣本加以識(shí)別。 常用的光譜技術(shù)方法還有紅外光譜(IR)法，測(cè)定依據(jù)取決于檢材、樣品對(duì)紅
外光的吸收波長(zhǎng)以及強(qiáng)度。習(xí)慣上，把紅外光譜按照波長(zhǎng)分為三個(gè)區(qū)域，即近紅外區(qū)
(0. 78um-2. 5um)、中紅外區(qū)(2. 5um-50um)、遠(yuǎn)紅外區(qū)(50um-1000um)，而其中特別有實(shí)際應(yīng)
用意義的是中紅外區(qū)，各種物質(zhì)在這個(gè)區(qū)域的紅外線都有各自特有的紅外吸收光譜，往往
把它和指紋相比，稱(chēng)為"紅外指紋區(qū)"，所以利用紅外波段來(lái)進(jìn)行化合物、特別是有機(jī)化合物
的識(shí)別，效果顯著。但需要強(qiáng)調(diào)的是，如果不對(duì)檢材、樣本進(jìn)行基體分離，就對(duì)其關(guān)鍵成分進(jìn)
行分析，這種識(shí)別就可能不準(zhǔn)確，因其只能完成對(duì)化合物的主要功能團(tuán)的描述，另外也存在
著一定的局限性。想得到一張高質(zhì)量的譜圖，除了需要好的儀器、合適的操作條件外，樣品
的制備技術(shù)也很重要，要求在采樣過(guò)程中盡量避免對(duì)樣品的任何污染，才能保證樣品測(cè)試
結(jié)果的準(zhǔn)確有效。而且在分析微量氣體樣品和微量液體樣品方面也存在著困難，紅外吸收
譜帶的位置、強(qiáng)度和形狀隨著測(cè)定時(shí)樣品的物理狀態(tài)以及制樣方法而變化。 常用的光譜技術(shù)方法還有激光誘導(dǎo)光譜分析法。激光具有下列特征①光子通量
大，峰值功率高；②空間相干性好，可將光束精確定位于小范圍內(nèi)；③時(shí)間相干性好，可得
皮秒短脈沖，使檢測(cè)系統(tǒng)將激發(fā)信號(hào)和發(fā)射信號(hào)分開(kāi)；④譜線窄且波長(zhǎng)可調(diào)。由于激光可聚
焦成很小的光斑，使用不到1微升的試樣便可進(jìn)行分析，這極有利于生物化學(xué)的研究工作。
激發(fā)誘導(dǎo)光譜檢測(cè)方法主要是利用強(qiáng)激光照射被測(cè)樣品，產(chǎn)生熒光、等離子體和發(fā)生拉曼
散射等，通過(guò)光譜儀探測(cè)、檢測(cè)熒光、等離子體和拉曼散射的特性和強(qiáng)度，從而進(jìn)行物質(zhì)的
定性分析或定量分析的方法。它是一種探測(cè)濃度極小的分子物質(zhì)的靈敏技術(shù)比常規(guī)的吸收
光譜學(xué)的靈敏度提高了許多個(gè)數(shù)量級(jí)。而且對(duì)被測(cè)材料無(wú)損傷、測(cè)量環(huán)境要求低。 其中，激光誘導(dǎo)熒光譜的原理是激光照射被測(cè)物質(zhì)上，被測(cè)物質(zhì)中的分子、原子吸收激發(fā)光的能量后，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)。該高能級(jí)是不穩(wěn)定的，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，分子、原子自發(fā)的從非穩(wěn)態(tài)的高能級(jí)躍遷到穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)的較低能級(jí)，同時(shí)發(fā)出一個(gè)光子。不同的原子、分子的能級(jí)是固定的，因此它們發(fā)出的光子能量是一定的，即波長(zhǎng)一定。我們只要測(cè)出該熒光的波長(zhǎng)，即可以識(shí)別所測(cè)物質(zhì)的元素和成份，而比較熒光強(qiáng)度，我們可以測(cè)出它的含量。熒光激發(fā)光譜可作為定性分析的一種手段，用以鑒定物質(zhì)。根據(jù)試樣的圖譜和波長(zhǎng)峰與已知樣品進(jìn)行比較，可以鑒別試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品是否同一物質(zhì)。 激光拉曼光譜法，主要用于識(shí)別物質(zhì)的種類(lèi)，因?yàn)槊恳环N物質(zhì)(分子)都有自己的特征拉曼光譜，可以作為表征這一物質(zhì)之用。當(dāng)一束波長(zhǎng)為A的光照射到物質(zhì)上之后，一部分光被反射， 一部分光被透射，還有一部分光被散射，在散射光中，其中一部分光的波長(zhǎng)和入射光相同，一部分和入射光的波長(zhǎng)不同，與入射光不同的散射就稱(chēng)為拉曼散射。由于拉曼散射與入射光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，只與物質(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)和振動(dòng)有關(guān)，每個(gè)分子產(chǎn)生的拉曼光譜的譜帶數(shù)目、譜帶強(qiáng)度、位移大小等都直接與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，所以拉曼光譜屬于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。使用拉曼光譜法進(jìn)行材料檢驗(yàn)，具有操作簡(jiǎn)便、快速、不破壞和污染檢材、無(wú)需準(zhǔn)備樣本或者進(jìn)行其他的特殊處理等優(yōu)點(diǎn)。 激光誘導(dǎo)等離子體光譜是利用強(qiáng)激光與被測(cè)材料相互作用產(chǎn)生等離子體發(fā)光后，利用光譜技術(shù)，并借助于等離子體的理論模型，測(cè)量分析等離子體光譜，如譜線強(qiáng)度、譜線輪廓以及譜線的分裂、位移等后，就可以得到等離子體的一些參量，如等離子體成分、溫度、密度等。在高溫作用下，物質(zhì)離解為原子或離子，因此，被激發(fā)后產(chǎn)生的特征光譜為線狀光譜，它只反映原子或離子的性質(zhì)，與原子狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以只能確定檢材元素組成和含量，而不能給出檢材分子結(jié)構(gòu)的信息 雖然激光誘導(dǎo)光譜測(cè)量精度高，對(duì)采樣要求低。但現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)激光光譜儀設(shè)備昂貴，體積較大，需要專(zhuān)業(yè)人員操作，并通過(guò)對(duì)圖譜中譜帶的位置、形狀和相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行分析、識(shí)別。另外為了提高探測(cè)靈敏度和精度，必須提高激光的功率，但是需要受實(shí)驗(yàn)室條件限制，并不是任何時(shí)候都可行，同時(shí)，紫外波段的激光器價(jià)格比較昂貴。這使得光譜分析技術(shù)一直停留在實(shí)驗(yàn)室，無(wú)法廣泛使用。
發(fā)明內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的在于提供一種便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，所述的這種
便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端要解決現(xiàn)有技術(shù)中激光誘導(dǎo)光譜分析過(guò)程中需要專(zhuān)業(yè)人員比對(duì)圖譜、設(shè)備昂貴、受實(shí)驗(yàn)室條件限制、無(wú)法廣泛使用的技術(shù)問(wèn)題。 本實(shí)用新型的這種便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端由激光器、激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)、樣品室、光學(xué)采集透鏡、光纖光譜儀以及智能手機(jī)或PC機(jī)構(gòu)成，其中，所
述的激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)和樣品室均設(shè)置在激光器的激光出射光路中，光學(xué)聚焦系統(tǒng)設(shè)置在激光器與樣品室之間，激光諧波變換系統(tǒng)設(shè)置在激光器與光學(xué)聚焦系統(tǒng)之
間，所述的光學(xué)采集透鏡設(shè)置在與樣品室的激發(fā)光路成15到165度之間的夾角的位置上，所述的光纖光譜儀的輸入端設(shè)置在光學(xué)采集透鏡的焦點(diǎn)處，光纖光譜儀的輸出端與所述的智能手機(jī)或PC機(jī)連接。 進(jìn)一步的，所述的激光器和光纖光譜儀均與一個(gè)電池連接。 進(jìn)一步的，所述的智能手機(jī)或PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)中心服務(wù)器連接，所述的中心服務(wù)器通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)與一個(gè)激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。[0014] 進(jìn)一步的，所述的激光器采用微片激光器。 進(jìn)一步的，所述的激光諧波變換系統(tǒng)中設(shè)置有KTP、 LB0、 BB0和KDP光學(xué)晶體。[0016] 本實(shí)用新型的工作過(guò)程是將被測(cè)樣品放置到樣品室內(nèi)，激光器產(chǎn)生的1064nm脈沖激光通過(guò)激光諧波變換系統(tǒng)，即使用兩塊KDP光學(xué)晶體產(chǎn)生激光波長(zhǎng)為266nm的四次諧波，實(shí)現(xiàn)熒光光譜測(cè)試；另外通過(guò)改變激光諧波變換系統(tǒng)光學(xué)參數(shù)，即使用單塊KDP光學(xué)晶體產(chǎn)生532nm二次諧波激光，用于樣品拉曼光譜測(cè)試；再通過(guò)266nm的紫外激光或者532nm綠激光經(jīng)過(guò)光學(xué)聚焦系統(tǒng)聚焦于樣品室中央，激發(fā)被測(cè)樣品產(chǎn)生熒光或拉曼散射光。熒光或拉曼散射光通過(guò)光學(xué)采集透鏡進(jìn)入光纖光譜儀測(cè)試產(chǎn)生被測(cè)材料激光誘導(dǎo)熒光和拉曼光譜。熒光光譜和拉曼光譜數(shù)據(jù)通過(guò)智能手機(jī)或者計(jì)算機(jī)采集編輯，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行姆?wù)器。中心服務(wù)器對(duì)這些光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先通過(guò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)從激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)光譜指紋數(shù)據(jù)，然后采用聚類(lèi)分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對(duì)獲得的被測(cè)材料光譜指紋圖譜進(jìn)行解讀、比較和判斷，最終得到被測(cè)材料成分和特性。并實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳回給智能手機(jī)或者計(jì)算機(jī)，將檢測(cè)結(jié)果告知用戶。[0017] 本實(shí)用新型更詳細(xì)的工作原理是激光誘導(dǎo)多種光譜主要包括激光誘導(dǎo)熒光光譜、等離子光譜和拉曼光譜等。本實(shí)用新型中的第一步驟通過(guò)便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端主要包括激光器、激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)、樣品室、光學(xué)采集透鏡、光纖光譜儀以及智能手機(jī)或PC機(jī)用于采集顯示編輯和控制傳輸。利用激光誘導(dǎo)多種光譜分析測(cè)試材料，它們最大的特點(diǎn)是不需要對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)處理、不破壞和污染檢材、受環(huán)境影響小和測(cè)量精度高?？梢员淮罅糠菍?zhuān)業(yè)人員使用。尤其是隨著激光技術(shù)和CCD技術(shù)的發(fā)展，激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)量手段更加多樣。本實(shí)用新型中使用了一種全新的多波長(zhǎng)亞納秒脈沖激光作為光譜激勵(lì)光源，同時(shí)利用光纖光譜儀測(cè)量樣品的激光誘導(dǎo)多種光譜數(shù)據(jù)，整套測(cè)量設(shè)備非常輕便，可以使用電池供電工作，非常適合在任何環(huán)境下在線檢測(cè)使用。多波長(zhǎng)亞納秒脈沖激光采用微片激光器作為基頻光，脈沖寬度小于lns，雖然單脈沖激光能量很低(微焦級(jí))，但激光脈寬小于lns，激光峰值功率可高達(dá)幾十千瓦，非常適用于作為熒光、拉曼和等離子體光譜測(cè)量用激勵(lì)光源。并采用激光諧波技術(shù)，使用KTP、LBO、BBO和KDP光學(xué)晶體組合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生四種波長(zhǎng)1000-1100nm基頻光、500-550nm二次諧波和333_367nm三次諧波以及250_275nm四次諧波，可以更好的針對(duì)不同材料測(cè)試。而且價(jià)格便宜。光纖光譜儀采用光纖作為信號(hào)耦合器件，將被測(cè)光耦合到光譜儀中進(jìn)行光譜分析。由于光纖的方便性，用戶可以非常靈活的搭建光譜采集系統(tǒng)。光纖光譜儀的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)量系統(tǒng)的模塊化和靈活性。微型光纖光譜儀的測(cè)量速度非?？?，可以用于在線分析。而且由于采用了低成本的通用探測(cè)器，降低了光譜儀的成本，從而也降低了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的造價(jià) 由于樣品多樣性和成分復(fù)雜，目前的單一光譜測(cè)定方法給出信息較少，均無(wú)法建立完善的光譜指紋圖譜，因此本實(shí)用新型利用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)將中心服務(wù)器與激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，從而可以逐步建立激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。即采用多波長(zhǎng)激光同時(shí)測(cè)定材料激光熒光、等離子或拉曼光譜指紋圖譜，各譜圖間相互補(bǔ)充信息，可對(duì)復(fù)雜樣品有更準(zhǔn)確的特性識(shí)別。材料激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋數(shù)據(jù)的建立能夠系統(tǒng)完整地解決樣品多樣性和成分復(fù)雜的測(cè)量診斷，要找出多個(gè)圖譜信息完全相同的材料幾乎是不可能的。本實(shí)用新型可通過(guò)對(duì)大量最終樣品采集激光誘導(dǎo)多種光譜，并對(duì)其信息化和數(shù)字化來(lái)建立激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。主要過(guò)程為針對(duì)某類(lèi)樣品和要求，確定合適的獲得激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋的分析方法(如熒光、等離子或拉曼光譜以及聯(lián)用等)，建立整個(gè)分析方法的各種操作條件，進(jìn)行測(cè)試，以獲得不同樣品的激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋圖譜，對(duì)所得指紋圖譜進(jìn)行分析，并利用模糊數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)指紋圖譜數(shù)據(jù)信息確定其數(shù)字特征。然后根據(jù)激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋譜圖的特性建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。光譜指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)按一定的結(jié)構(gòu)和規(guī)則組織起來(lái)的相關(guān)激光光譜數(shù)據(jù)的集合。是綜合各樣品數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)集合，是存放數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)目前是計(jì)算機(jī)處理與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最有效、最成功的技術(shù)。把其應(yīng)用到光譜指紋譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)建立上來(lái)，使數(shù)據(jù)庫(kù)具有數(shù)據(jù)量大、增長(zhǎng)迅速、更新速度快、使用便捷、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、多元等特點(diǎn)。另外數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索功能強(qiáng)，而且具有很強(qiáng)擴(kuò)展整合功能，方便與其他數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接與整合，實(shí)現(xiàn)資源共享。并且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品可與服務(wù)緊密結(jié)合，這也是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的又一顯著特征。 本實(shí)用新型中對(duì)于光譜的分析和診斷，則是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和中央服務(wù)器，將處在不同地方和空間位置、操作相對(duì)獨(dú)立的激光光譜測(cè)試終端連接起來(lái)，再配置一定的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，在原本獨(dú)立的激光誘導(dǎo)光譜測(cè)試終端實(shí)現(xiàn)軟硬件資源共享和信息傳遞。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成在線材料成分特性診斷檢測(cè)系統(tǒng)。光譜指紋的分析和診斷過(guò)程是光譜測(cè)試終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將被測(cè)材料的光譜傳送給中央服務(wù)器，而中央服務(wù)器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先通過(guò)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)光譜指紋數(shù)據(jù)，然后采用聚類(lèi)分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對(duì)獲得的被測(cè)材料光譜指紋圖譜進(jìn)行解讀、比較和判斷，最終得到被測(cè)材料成分和特性。并實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳回給檢測(cè)終端，將結(jié)果告知用戶。聚類(lèi)分析方法非常適合用于大量的數(shù)據(jù)的分類(lèi)，常用的聚類(lèi)算法主要有以下一些方法劃分方法，層次方法，基于密度的方法，基于網(wǎng)格的方法，基于模型的方法。聚類(lèi)分析是一種硬劃分，它按照一定的要求和規(guī)律將材料光譜指紋進(jìn)行分類(lèi)，這種分類(lèi)的界限是分明的，具有"非此即彼"的性質(zhì)。將聚類(lèi)分析應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘中可以大大提高計(jì)算效率，可以根據(jù)不同的要求獲得不同的聚類(lèi)結(jié)果，這樣大大地提高了聚類(lèi)的靈活性并有效地降低了計(jì)算量，具有較好的可伸縮性，便于找出孤立點(diǎn)。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征，進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度，通過(guò)調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系，從而達(dá)到處理信息的目的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)的能力，可以通過(guò)預(yù)先提供的一批相互對(duì)應(yīng)的輸入_輸出數(shù)據(jù)，分析掌握兩者之間潛在的規(guī)律，最終根據(jù)這些規(guī)律，用新的輸入數(shù)據(jù)來(lái)推算輸出結(jié)果。 本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型利用網(wǎng)絡(luò)與激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋圖譜在線連接，利用激光誘導(dǎo)多種光譜分析測(cè)試材料，能廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、機(jī)械、航空航天、輕工紡織、石油化工、食品、生命健康、醫(yī)藥衛(wèi)生、材料、能源、農(nóng)林、環(huán)境保護(hù)、刑事偵察、商品檢驗(yàn)、國(guó)防科技、考古、珠寶、文物鑒定等領(lǐng)域，將現(xiàn)代激光光譜分析技術(shù)全面運(yùn)用于質(zhì)量管理，對(duì)產(chǎn)品復(fù)雜特性作出精確科學(xué)的表達(dá)。對(duì)于成品質(zhì)量、工藝操作、原料材料的質(zhì)量控制和具有重大意義。并且不需要對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)處理，不破壞和污染檢材，受環(huán)境影響小，測(cè)量精度高?？梢员淮罅糠菍?zhuān)業(yè)人員使用。


圖1是本實(shí)用新型的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0023] 實(shí)施例1 : 如圖1所示，本實(shí)用新型的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，由激光器1、激光諧波變換系統(tǒng)2、光學(xué)聚焦系統(tǒng)3、樣品室4、光學(xué)采集透鏡5、光纖光譜儀6和光纖光譜儀7以及智能手機(jī)或PC機(jī)9、中心服務(wù)器11、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)12和激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)13構(gòu)成，其中，所述的激光諧波變換系統(tǒng)2、光學(xué)聚焦系統(tǒng)3和樣品室4均設(shè)置在激光器1的激光出射光路15中，光學(xué)聚焦系統(tǒng)3設(shè)置在激光器1與樣品室4之間，激光諧波變換系統(tǒng)2設(shè)置在激光器1與光學(xué)聚焦系統(tǒng)3之間，所述的光學(xué)采集透鏡5設(shè)置在與樣品室4的激發(fā)光路成15到165度之間的夾角的位置上，所述的光纖光譜儀6和光纖光譜儀7的輸入端設(shè)置在光學(xué)采集透鏡5的焦點(diǎn)處，光纖光譜儀6和光纖光譜儀7的輸出端與所述的智能手機(jī)或PC機(jī)9連接，智能手機(jī)或PC機(jī)9通過(guò)網(wǎng)絡(luò)10與所述的中心服務(wù)器11連接，中心服務(wù)器11通過(guò)所述的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)12與所述的激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)13連接， 進(jìn)一步的，所述的激光器1和光纖光譜儀6和光纖光譜儀7均與一個(gè)充電式鋰電池8連接。 進(jìn)一步的，所述的激光器1采用微片激光器，利用微片激光器產(chǎn)生亞納秒脈沖激光，脈沖寬度小于lns，激光諧波變換系統(tǒng)2中使用KTP、LB0、BB0和KDP光學(xué)晶體組合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生1000-1100nm波長(zhǎng)的基頻光、500-550nm波長(zhǎng)的二次諧波和333-367nm波長(zhǎng)的三次諧波以及250-275nm波長(zhǎng)的四次諧波。 進(jìn)一步的，所述的光纖光譜儀6和光纖光譜儀7采用光纖作為信號(hào)耦合器件，將光學(xué)采集透鏡5的焦點(diǎn)處的被測(cè)光14耦合到光譜儀中。
權(quán)利要求一種便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，由激光器、激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)、樣品室、光學(xué)采集透鏡、光纖光譜儀以及智能手機(jī)或PC機(jī)構(gòu)成，其特征在于所述的激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)和樣品室均設(shè)置在激光器的激光出射光路中，光學(xué)聚焦系統(tǒng)設(shè)置在激光器與樣品室之間，激光諧波變換系統(tǒng)設(shè)置在激光器與光學(xué)聚焦系統(tǒng)之間，所述的光學(xué)采集透鏡設(shè)置在與樣品室的激發(fā)光路成15到165度之間的夾角的位置上，所述的光纖光譜儀的輸入端設(shè)置在光學(xué)采集透鏡的焦點(diǎn)處，光纖光譜儀的輸出端與所述的智能手機(jī)或PC機(jī)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，其特征在于所述的激光器和光纖光譜儀均與一個(gè)電池連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，其特征在于所述的智能手機(jī)或PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)中心服務(wù)器連接，所述的中心服務(wù)器通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)與一個(gè)激光誘導(dǎo)多種光譜聯(lián)合指紋網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，其特征在于所述的激光器采用微片激光器。
5. 如權(quán)利要求1所述的便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，其特征在于所述的激光諧波變換系統(tǒng)中設(shè)置有KTP、 LB0、 BB0或KDP光學(xué)晶體。
專(zhuān)利摘要一種便攜式激光誘導(dǎo)多種光譜測(cè)試終端，由激光器、激光諧波變換系統(tǒng)、光學(xué)聚焦系統(tǒng)、樣品室、光學(xué)采集透鏡、光纖光譜儀以及智能手機(jī)或PC機(jī)構(gòu)成，光纖光譜儀的輸出端與智能手機(jī)或PC機(jī)連接。利用激光誘導(dǎo)多種光譜分析測(cè)試材料，不需要對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行預(yù)處理、不破壞和污染檢材、受環(huán)境影響小和測(cè)量精度高，可以被大量非專(zhuān)業(yè)人員使用。測(cè)量設(shè)備使用電池供電工作，輕便易攜帶，適合在任何環(huán)境下在線檢測(cè)使用。采用激光諧波技術(shù)，使用光學(xué)晶體組合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生四種波長(zhǎng)，可以更好的針對(duì)不同材料測(cè)試。速度快，并可以網(wǎng)絡(luò)在線分析判斷。
文檔編號(hào)G01N21/63GK201477046SQ20092020791
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者龔輝 申請(qǐng)人:上海鐳立激光科技有限公司