共聚焦显微拉曼和激光诱导击穿光谱联用激光光谱分析仪

摘要

本发明提出一种共聚焦显微拉曼（Raman）和激光诱导击穿光谱（LIBS）联用激光光谱分析仪。该仪器包括显微Raman系统、显微LIBS系统、高分辨率显微成像系统、共聚焦显微光路和具有时间分辨功能的光谱接收系统等，可自动转换白光显微成像观察模式、自动对焦模式、LIBS光谱工作模式、Raman光谱工作模式等。本发明的显著特点是利用显微共聚焦系统实现Raman和LIBS紧凑联用，能够实现同一微小位置物质元素和分子结构的定性和定量分析，结合高分辨率成像功能，可以在微米尺度上做空间分辨的元素和物质结构化学分析，得到样品的化学元素、物质结构和物理条件的空间分布图像等完整信息。

主权项

共聚焦显微拉曼和激光诱导击穿光谱联用激光光谱分析仪，包括控制系统、显微LIBS系统、显微Raman系统、显微成像系统以及共聚焦激光传输和光谱接收系统；所述控制系统包括程序控制一体机（22）和控制电路（21）；所述程序控制一体机用于接受控制电路传送的光谱数据并向控制电路发送控制指令；所述控制电路用于控制时间延迟、接收光谱接收系统发送的光谱数据，并控制显微LIBS系统、显微Raman系统和显微成像系统；所述显微成像系统包括白炽灯（11）、透镜二（12）、半透半反镜（12）、分束镜（14）、成像透镜(15)、CCD相机（16）、用于放置样品的精密三维移动平台（19）和设置在精密三维移动平台上方的显微物镜（18）；所述白炽灯发出的光通过透镜二的扩束、半透半反镜的反射、分束镜的反射、显微物镜的聚焦后照射在样品上，通过CCD相机对样品表面微光结构以及激光在样品表面聚焦光斑情况进行摄像；所述样品反射的光通过显微物镜的扩束、分束镜的反射、半透半反镜的透射、成像透镜汇聚后入射至CCD相机；所述共聚焦激光传输和光谱接收系统包括光谱仪、ICCD相机以及依次设置在显微物镜上方的针孔二（7）、零度角陷波滤波片（6）、汇聚透镜（5）、光纤探头，所述光纤探头通过光纤接入光谱仪，所述光谱仪输出信号送入ICCD相机；所述ICCD相机与控制电路相连；所述显微LIBS系统包括固体脉冲激光器（1）、透镜一（2）、低通滤波片（17）；所述固体脉冲激光器的输出光经透镜一扩束、低通滤波片反射、显微物镜的汇聚后在样品表面产生LIBS光谱；所述显微Raman系统包括连续激光器10、依次设置在激光器输出光路上的针孔一（9）和45度陷波滤波片（8）；所述激光器输出光经45度陷波滤波片的反射、显微物镜的汇聚后在样品表面产生Raman光谱；所述低通滤波片、分束镜、45度陷波滤波片自下而上依次设置在显微物镜和针孔二之间。