基于光纤光栅及LIBS的特定元素浓度测量装置及测量方法

技术特征：

1.基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

2.根据权利要求1所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述第一光纤光栅完全位于第一恒温水槽或半导体制冷器中，所述第二光纤光栅完全位于第二恒温水槽或半导体制冷器中。

3.根据权利要求1所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述样品的平面设置在所述第一聚焦透镜的焦点位置；所述第一单模光纤的端面设置于所述第二聚焦透镜的焦点位置，所述第二单模光纤的端面设置于所述第三聚焦透镜的焦点位置；

4.根据权利要求1所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述参考探测单元中所述第一单模光纤、所述第一环形器、所述第一光纤光栅及所述第一光电探测器的适用波长由参考元素激发产生的光的波长决定；

5.根据权利要求1所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述第一单模光纤和所述第一环形器连接，所述第一环形器和所述第一光纤光栅及所述第一光电探测器连接，所述第一光电探测器通过第一探测器控制电路和所述时序控制器及计算机连接；

6.根据权利要求5所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量装置，其特征在于，所述固体调q激光器发出的脉冲光束的频率及时刻、所述第一光电探测器接收到光强信号的积分起始与结束时刻、所述第二光电探测器接收到的光强信号的积分起始与结束时刻均由所述时序控制器进行控制。

7.一种基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

8.根据权利要求7所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量方法，其特征在于，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器接收到的libs光谱在计算机上进行实时显示，通过nist数据库查找，确定待测元素的种类。

9.根据权利要求7所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量方法，其特征在于，

10.根据权利要求7所述基于光纤光栅及libs的特定元素浓度测量方法，其特征在于，在对单个libs光谱进行定性分析时，待测元素对应的特征光谱强度表示为:

技术总结
本发明属于样品组成及含量分析光谱技术领域，具体涉及基于光纤光栅及LIBS的特定元素浓度测量装置及测量方法。固体调Q激光器发出脉冲光经光路与物质相互作用，产生的等离子体分别被传输至相应的单模光纤、环形器、相应光栅中，再返回环形器传入对应探测器，由时序控制器控制探测器采集到的光强进行积分计算，结果返回到计算机中。其中第一、第二光纤光栅选择的波长分别对应待测物质中的内标元素和待测元素，利用对应光强的比值以及标准样品建立的数学关系，可计算得到未知样品的待测元素浓度。本发明无需结构复杂的光谱仪结构，装置结构简单，单一元素浓度测量分辨率高，还可利用控温水槽对光纤光栅波长进行100pm内的控制或者更换不同波长的光纤光栅而测量不同的元素浓度。

技术研发人员：张文浩,徐辑康,朱圣恩,魏玉宾,张宇,陈铎,李建飞,宋广东,张秦端
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15