ICP-AES光路系统技术方案

本发明专利技术提供了ICP‑AES光路系统，包括：炬焰的光分别经第一反射镜和第二反射镜反射到第一光学器件；第一光学器件将所述炬焰分别成像在第一狭缝和第二狭缝处；穿过第一狭缝的第一光束和穿过第二狭缝的第二光束光分别被第二光学器件转变为第一平行光和第二平行光，第一平行光入射到第一光栅，第二平行光入射到第二光栅；第一平行光和第二平行光在光栅组上的衍射光被第三光学器件聚焦在面阵探测器上；棱镜设置在所述第二光学器件和光栅组之间的光路上，和/或所述第三光学器件和光栅组之间的光路上；第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分拼接为全谱。本发明专利技术具有检出限低等优点。

ICP-AES optical system

【技术实现步骤摘要】
ICP-AES光路系统
本专利技术涉及物质分析，特别涉及ICP-AES光路系统。
技术介绍
电感耦合等离子体直读型光谱仪(ICP-AES)因检出限低、动态范围广、检测波段宽等优点现已成为实验室分析仪器中的主要成员，在环境、半导体、医疗、食品、冶金以及核工业等领域得到了广泛应用。近年来，随着技术的革新，检测物质低含量需求的增加，ICP检出性能的提高已成为各厂家的热点之一。正如大家所知，检出性能直接来源于信号响应和噪声两个因素，如何提高信噪比是行业的主要议题。有些厂家从检测器入手，定制和研发了低噪声的检测器，但是制约于目前国内工艺水平，对国内仪器生产商来说，此方案成本较大，且无法保证稳定的供货。有人提出利用溶液预处理的方式，增加激发效能也获得更好的光响应，例如，在雾化器附近特殊处理，减少气溶胶表面附着力。此方式虽然有一定的提升，但是可靠性、稳定性以及对所有元素是否有适用性还有待验证，目前无法产业化。目前市场上基于中阶梯光栅的ICP-AES光谱仪，因光栅闪耀的特性，在各级次以闪耀波长为中心的自由光谱范围内，离闪耀越近，衍射效率越高，整体衍射效率分布不均。有些在边缘的元素分析线因衍射效率限制了检出性能，无法符合低含量的检测。
技术实现思路
为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种有助于降低全谱检出限的ICP-AES光路系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：ICP-AES光路系统，所述ICP-AES光路系统包括：第一反射镜和第二反射镜，炬焰的光分别经所述第一反射镜和第二反射镜反射到第一光学器件；第一光学器件，所述第一光学器件将所述炬焰分别成像在第一狭缝和第二狭缝处；第一狭缝和第二狭缝，穿过第一狭缝的第一光束和穿过第二狭缝的第二光束光分别射向第二光学器件；第二光学器件，所述第二光学器件将所述第一光束转变为第一平行光，将第二光束转变为第二平行光；光栅组，所述光栅组包括第一光栅和第二光栅，所述第一平行光入射到所述第一光栅，所述第二平行光入射到所述第二光栅；第一光栅和第二光栅间的夹角等于所述第一平行光和第二平行光间的夹角；第三光学器件，所述第一平行光和第二平行光在光栅组上的衍射光被所述第三光学器件聚焦在面阵探测器上；棱镜，所述棱镜设置在所述第二光学器件和光栅组之间的光路上，和/或所述第三光学器件和光栅组之间的光路上；面阵探测器上，第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分拼接为全谱。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：相对于一个光栅，全谱图上的全部分析线离各自闪耀中心都近了至少一半的距离；而且两个光栅各自采光，能量分布增加，因此检出限增强，衍射效率分布更加均匀。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1是根据本专利技术实施例的ICP-AES光路系统的结构简图；图2是根据本专利技术实施例的全谱和探测器示意图。具体实施方式图1-2和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1：图1示意性地给出了本专利技术实施例的ICP-AES光路系统的结构简图，如图1所示，所述ICP-AES光路系统包括：第一反射镜21和第二反射镜22，炬焰11的光分别经所述第一反射镜21和第二反射镜22反射到第一光学器件；第一光学器件31-32，如凹面镜、凸透镜等具有会聚功能的光学器件，所述第一光学器件31-32将所述炬焰分别成像在第一狭缝41和第二狭缝42处；第一狭缝41和第二狭缝42，穿过第一狭缝41的第一光束和穿过第二狭缝42的第二光束光分别射向第二光学器件51；第二光学器件51，如凹面镜、凸透镜等具有会聚功能的光学器件，第一狭缝41和第二狭缝42处于第二光学器件51的焦平面上，使得所述第二光学器件51将所述第一光束转变为第一平行光，将第二光束转变为第二平行光；光栅组，所述光栅组包括第一光栅71和第二光栅72，如中阶梯光栅，所述第一平行光入射到所述第一光栅71，所述第二平行光入射到所述第二光栅72；第一光栅71和第二光栅72间的夹角∠a等于所述第一平行光和第二平行光间的夹角∠b；第三光学器件52，如凹面镜、凸透镜等具有会聚功能的光学器件，面阵探测器81设置在第三光学器件52的焦平面上，使得所述第一平行光和第二平行光在光栅组上的衍射光被所述第三光学器件52聚焦在面阵探测器81上，如图2所示，A1B1是第一光束经过第一光栅的衍射光的全谱，A2B2是第二光束经过第二光栅的衍射光的全谱，在探测器接收范围内，A2B1拼接为全谱；也即，第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分能拼接为全谱；棱镜61，如三棱镜，所述棱镜设置在所述第二光学器件和光栅组之间的光路上，和/或所述第三光学器件和光栅组之间的光路上；面阵探测器81，第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分拼接为全谱。为了缩小真个光学系统的体积，进一步地，所述第一光学器件包括：第一凹面反射镜31，所述第一凹面反射镜的反射面为球面；第二凹面反射镜32，所述第二凹面反射镜的反射面为非球面；炬焰的光在第一反射镜和第二反射镜上的反射光依次经第一凹面反射镜和第二凹面反射镜的反射。实施例2：根据本专利技术实施例1的ICP-AES光路系统的应用例。在该应用例中，如图1所示，第一反射镜21和第二反射镜22均采用平面反射镜；第一光学器件包括球面凹面反射镜31和非球面凹面反射镜32；第一狭缝41和第二狭缝42相同；第二光学器件51和第三光学器件52均采用凹面反射镜；第一光栅71和第二光栅72采用中阶梯光栅，之间的夹角为5度-8度；二个光栅尺寸相同，刻线数相同，但闪耀角不同；三棱镜61仅设置在所述第二光学器件52和光栅组之间的光路上。本实施例的ICP-AES光路系统的工作方式为：炬焰发出的光经过二个取光口后，两束光彼此独立，分别经过平面反射镜、球面凹面反射镜和非球面凹面反射镜后成像在狭缝处；穿过狭缝的光经过第二光学器件后转变为平行光，后入射到光栅上，衍射光被第三年光学器件聚焦成像在面阵探测器上。实施例3：根据本专利技术实施例1的ICP-AES光路系统的应用例，与实施例2不同的是：1.第一光学器件仅使用一个凹面反射镜，将第一平面镜和第二平面反射镜上的反射光分别会聚(成像)在第一狭缝和第二狭缝处；第二光学器件采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.ICP-AES光路系统，其特征在于：所述ICP-AES光路系统包括：/n第一反射镜和第二反射镜，炬焰的光分别经所述第一反射镜和第二反射镜反射到第一光学器件；/n第一光学器件，所述第一光学器件将所述炬焰分别成像在第一狭缝和第二狭缝处；/n第一狭缝和第二狭缝，穿过第一狭缝的第一光束和穿过第二狭缝的第二光束光分别射向第二光学器件；/n第二光学器件，所述第二光学器件将所述第一光束转变为第一平行光，将第二光束转变为第二平行光；/n光栅组，所述光栅组包括第一光栅和第二光栅，所述第一平行光入射到所述第一光栅，所述第二平行光入射到所述第二光栅；第一光栅和第二光栅间的夹角等于所述第一平行光和第二平行光间的夹角；/n第三光学器件，所述第一平行光和第二平行光在光栅组上的衍射光被所述第三光学器件聚焦在面阵探测器上；/n棱镜，所述棱镜设置在所述第二光学器件和光栅组之间的光路上，和/或所述第三光学器件和光栅组之间的光路上；/n面阵探测器上，第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分拼接为全谱。/n

【技术特征摘要】
1.ICP-AES光路系统，其特征在于：所述ICP-AES光路系统包括：
第一反射镜和第二反射镜，炬焰的光分别经所述第一反射镜和第二反射镜反射到第一光学器件；
第一光学器件，所述第一光学器件将所述炬焰分别成像在第一狭缝和第二狭缝处；
第一狭缝和第二狭缝，穿过第一狭缝的第一光束和穿过第二狭缝的第二光束光分别射向第二光学器件；
第二光学器件，所述第二光学器件将所述第一光束转变为第一平行光，将第二光束转变为第二平行光；
光栅组，所述光栅组包括第一光栅和第二光栅，所述第一平行光入射到所述第一光栅，所述第二平行光入射到所述第二光栅；第一光栅和第二光栅间的夹角等于所述第一平行光和第二平行光间的夹角；
第三光学器件，所述第一平行光和第二平行光在光栅组上的衍射光被所述第三光学器件聚焦在面阵探测器上；
棱镜，所述棱镜设置在所述第二光学器件和光栅组之间的光路上，和/或所述第三光学器件和光栅组之间的光路上；
面阵探测器上，第一光栅的衍射光和第二光栅的衍射光分别成像在面阵探测器上的部分拼接为全谱。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子杨，杨凯，李锐，林鼎乘，喻正宁，俞晓峰，洪波，
申请(专利权)人：杭州谱育科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33