激光诱导击穿光谱样本腔室制造技术

一种用于激光诱导击穿光谱(LIBS)的设备(100)，包括：样本腔室(112)；激光源(115)，其连接到激发光学件组合件(120)，所述激发光学件组合件(120)连接到所述样本腔室(112)上的第一端口(132)；准直器组合件(125)，其连接到光谱仪(130)，所述准直器组合件(125)连接到所述样本腔室(112)上的第二端口(135)；以及定位在所述第一端口(132)上的第一透镜管(150)和定位在所述第二端口(135)上的第二透镜管(155)，所述第一透镜管(150)保护连接到所述激发光学件组合件(120)的所述第一端口(132)且所述第二透镜管(155)保护连接到所述准直器组合件(125)的所述第二端口(135)免受在来自所述激光源(115)的激光脉冲烧蚀目标样本(145)的表面并产生等离子体时发射的粒子的损害。所述保护可替代地由定位在所述第一端口(132)和所述目标样本(145)之间的透明分区(260)提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光诱导击穿光谱样本腔室
技术介绍
本专利技术大体上涉及光谱，且更确切地说涉及一种激光诱导击穿光谱(LIBS)样本腔室。一般来说，激光诱导击穿光谱(LIBS)是发射光谱技术，其中由于紧密聚焦的激光束与材料样本之间的相互作用，原子和离子在其激发态下形成。物质与高密度光子之间的相互作用产生等离子体羽流，等离子体羽流随时间的推移而演进且可最终获得热力平衡。LIBS的重要特征中的一者是，不同于常规光谱分析技术，其不需要任何样本制备。呈固体、液体、凝胶、气体、等离子体和生物材料形式的样品可几乎同样易于研究。LIBS已快速发展成具有检测样本中的化学元素、实时响应和紧密接触或对峙分析目标的能力的主要分析技术。
技术实现思路
下文呈现对本专利技术的简化概述以便提供对本专利技术的一些方面的基本理解。此概述并非本专利技术的详尽综述。其既不意图识别本专利技术的关键或决定性要素，也不划定本专利技术的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本专利技术的一些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。本专利技术提供用于激光诱导击穿光谱(LIBS)样本腔室的方法和设备。一般来说，在一个方面中，本专利技术的特征在于一种设备，其包含：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及定位在所述第一端口上的第一透镜管和定位在所述第二端口上的第二透镜管，所述第一透镜管保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口且所述第二透镜管保护连接到所述准直器组合件的所述第二端口避开在来自激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子。在另一方面中，本专利技术的特征在于一种设备，其包含：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及分区，其定位在所述第一端口与所述目标样本之间，所述分区保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口和连接到所述准直器组合件的所述第二端口避开在来自激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子。在另一方面中，本专利技术的特征在于一种设备，其包含：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；光导管的输出端，其连接到光谱仪；所述光导管的收集器端，其连接到所述样本腔室；以及分区，其定位在所述第一端口与所述目标样本之间，所述分区保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口避开在来自激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子。在另一方面中，本专利技术的特征在于一种设备，其包含：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及透镜管，其定位在所述第一端口或第二端口上，所述透镜管保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口或连接到所述准直器组合件的所述第二端口避开在来自激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子。本专利技术可包含以下优点中的一个或多个优点。一种设备包含样本腔室，在所述设备中，一个或多个透镜管保护光学件和/或准直器组合件以免在激光诱导击穿光谱(LIBS)系统中受损坏和/或污染。一种设备包含样本腔室，在所述设备中适当地固定有透明材料(例如，石英、玻璃或塑料)以保护光学件和/或准直器组合件以免在激光诱导击穿光谱(LIBS)系统中受损坏和/或污染。这些和其它特征以及优点将通过阅读以下详细描述并检视相关联图式而显而易见。应理解，前述一般描述和以下详细描述两者仅是解释性的，并且并不限制如所要求的方面。附图说明并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例，且与上文给定的本专利技术的一般描述和下文给定的实施例的详细描述一起用以解释本专利技术的原理。图1为根据本专利技术的示例性设备的第一实施例的框图。图2为根据本专利技术的示例性设备的第二实施例的框图。图3为根据本专利技术的示例性设备的第三实施例的框图。图4为根据本专利技术的示例性设备的第四实施例的框图。具体实施方式现参考图式描述本专利技术，其中相同参考数字贯穿全文用于指相同元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述许多特定细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，可显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其它情况下，以框图形式展示熟知结构和装置以便促进描述本专利技术。如本文中所使用，术语“或”既定意味着包含性“或”而非独占性“或”。也就是说，除非另外规定，或者从上下文清楚可见，否则“X使用A或B”既定意味着任何自然的包含性排列。也就是说，如果X使用A，X使用B，或X使用A和B两者，那么在任何前述例子下满足“X使用A或B”。此外，除非另外规定，或者从上下文清楚可见涉及单数形式，否则如在中使用的冠词“一”应一般解释为意味着“一个或多个”。如图1中所示，示例性激光诱导击穿光谱(LIBS)系统100的第一实施例包含外壳112。外壳112包含连接到激发光学件组合件120的激光源115。外壳112还包含连接到光谱仪130的准直器组合件125。激发光学件组合件120和准直器组合件125分别定位在样本腔室140上的端口132、135上。样本腔室140包含目标样本145。在一些实施例中，LIBS系统100被配置为如美国专利案第8,355,126B2号中所描述的手持式、自含式分析器，所述美国专利案题为：“手持式、自含式光学发射光谱(OES)分析器”，所述美国专利案授予Goulter等人且让与给本申请案的受让人，所述美国专利案的公开内容出于所有目的特此以全文引用的方式并入。然而，当所并入的参考中的任何事物与在本申请案中陈述的任何事物矛盾时，以本申请案为准。在操作中，源自激光源115的激光脉冲148穿过激发光学件组合件120，激发光学件组合件120将激光脉冲148聚焦在目标样本145的表面上。激光脉冲148在目标样本145的表面上产生高温微等离子体。粒子(包含原子、分子和微观尘粒)从目标样本145的表面烧蚀到等离子体中，所述粒子在等离子体中经雾化和激励。在此激发之后，作为目标样本145的元素组成的特性的光被发射、由准直器组合件125收集并在光谱仪130内进行分析。在操作期间，从目标样本145的表面烧蚀的粒子可到达激发光学件组合件120的端口132和准直器组合件125的端口135，从而导致端口132和端口135上的粒子累积。如果允许粒子累积发生，那么激光源115烧蚀目标样本145的表面和准直器组合件125接收作为目标样本145的元素组成的特性的光的有效性受损。为了限制或减少粒子累积，第一透镜管150定位在激发光学件组合件120的端口132上方，且第二透镜管155定位在准直器组合件125的端口135上方。在实施例中，第一透镜管150和第二透镜管155可被阻挡或构造为蜂巢，如图1中所示。在某些实施例中，第一透镜管150和第二透镜管155延伸到(例如，部分延伸到)样本腔室140中，如图1所示，或远离样本腔室140(未图示)延伸。在其它实施例中，第一透镜管150和第二透镜管155可移除以供清洗或替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及定位在所述第一端口上的第一透镜管和定位在所述第二端口上的第二透镜管，所述第一透镜管保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口且所述第二透镜管保护连接到所述准直器组合件的所述第二端口免受在来自所述激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子的损害。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.31 US 14/587,5021.一种设备，其包括：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及定位在所述第一端口上的第一透镜管和定位在所述第二端口上的第二透镜管，所述第一透镜管保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口且所述第二透镜管保护连接到所述准直器组合件的所述第二端口免受在来自所述激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子的损害。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述目标样本定位在所述样本腔室中。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述光谱仪是激光诱导击穿光谱仪。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一透镜管和所述第二透镜管由透明材料构造。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述透明材料是玻璃。6.根据权利要求4所述的设备，其中所述透明材料是塑料。7.根据权利要求4所述的设备，其中所述透明材料是蜂巢状的。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一透镜管和所述第二透镜管是可移除的。9.一种设备，其包括：样本腔室；激光源，其连接到激发光学件组合件，所述激发光学件组合件连接到所述样本腔室上的第一端口；准直器组合件，其连接到光谱仪，所述准直器组合件连接到所述样本腔室上的第二端口；以及分区，其定位在所述第一端口与所述目标样本之间，所述分区保护连接到所述激发光学件组合件的所述第一端口和连接到所述准直器组合件的所述第二端口免受在来自所述激光源的激光脉冲烧蚀目标样本的表面并产生等离子体时发射的粒子的损害。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述目标样本定位在所述样本腔室中。11.根据权利要求9所述的设备，其中所述光谱仪是激光诱导击穿光谱仪。12.根据权利要求9所述的设备，其中所述分区由透明材料构造。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述透明材料是玻璃。14.根据权利要求12所述的设备，其中所述透明材料是...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培栋，李浩文，孙嵘，M·布什，
申请(专利权)人：赛默科技便携式分析仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US