(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210396534.5 (22)申请日 2022.04.15 (71)申请人 山东大学 地址 250014 山东省济南市历城区山大南 路27号 (72)发明人 卢鹏　卢景琦　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 闫伟姣 (51)Int.Cl. G01N 21/71(2006.01) G01N 21/73(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统及信号 稳定性增强方法 (57)摘要 本发明公开了一种正交双脉冲激光诱导击 穿光谱系统及信号稳定性增强方法， 沿第二束激 光脉冲方向上依次设有扩束镜和组合透镜； 其 中， 所述扩束镜用于调整聚焦角度， 以寻找各聚 焦角度下沿所述第二束激光脉冲方向， 且等离子 体信号相对 标准差最小的焦平 面； 将等离子体信 号相对标准差最小对应的聚焦角度和焦平面作 为所述光谱系统检测的最优条件。 本发明通过优 化第二束激光的聚焦角度和焦平 面位置， 提高再 加热等离子体信号的强度和稳定性， 进而可以获 得高信噪比和高稳定性的L IBS信号。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114894776 A 2022.08.12 CN 114894776 A 1.一种正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 沿第二束激光脉冲方向上依 次设有扩束镜和组合透镜； 其中， 所述扩束镜用于调整聚焦角度， 以寻找各聚焦角度下沿所 述第二束激光脉冲方向， 且等离子体信号相对标准差最小的焦平面； 将等离子体信号相对 标准差最小对应的聚焦角度和焦平面作为所述 光谱系统检测的最优条件。 2.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 所述组合透镜 包括双胶合消色差 透镜和平凸透 镜。 3.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 所述 聚焦角度 为： 其中， d表示激光脉冲经扩束镜放大后的光束直径， l表示光束经过组合透镜后， 焦点与 组合透镜的距离 。 4.如权利要求1所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 所述光谱系统 还包括增强电荷耦合器件， 用于采集 等离子体信号的图像。 5.如权利要求4所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 等离子体信号 相对标准差最小对应的聚焦角度和焦平面确定方法为： 在每个聚焦角度 下， 沿第二束激光方向， 将焦平面依次沿激光前进方向改变， 对等离子 再加热， 获取该聚焦角度下各焦平面位置对应的等离子体信号相对标准差， 寻找该聚焦角 度下的最小相对标准差； 将每个聚焦角度 下的最小相对标准差进行比较， 确定其中最小相对标准差值对应的聚 焦角度和焦平面 位置。 6.如权利要求5所述的正交双脉冲激光诱导击穿光谱系统， 其特征在于， 在 设定聚焦角 度和焦平面条件下， 最小相对标准差计算方法为： 连续获取多次等离 子体图像； 对多个图像的每 个像素点， 分别计算相对标准差； 对整幅图像中每 个像素点的相对标准差求平均值， 得到整幅图像的相对标准差 。 7.一种基于如权利要求1 ‑6任一项所述光谱系统的信号稳定性增强方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 在多个聚焦角度和沿第 二束激光方向的多个焦平面条件下， 分别获取被测样品的多幅 等离子体图像； 计算每个条件下多幅等离 子体图像的相对标准差； 将最小相对标准差对应的聚焦角度和焦平面 位置， 作为所述 光谱系统的最优条件。 8.如权利要求7所述的信号稳定性增强方法， 其特征在于， 在 设定聚焦角度和焦平面条 件下， 最小相对标准差计算方法为： 连续获取多次等离 子体图像； 对多个图像的每 个像素点， 分别计算相对标准差； 对整幅图像中每 个像素点的相对标准差求平均值， 得到整幅图像的相对标准差 。 9.如权利要求7所述的信号稳定性增强方法， 其特征在于， 所述方法还获取最佳双脉冲 间隔时间： 获取多个双脉冲延时间隔时间， 及相应光谱信号， 寻找使得光谱信噪比最高的间权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114894776 A 2隔时间， 作为 最佳脉冲间隔时间。 10.如权利要求8 或9所述的信号稳定性增强方法， 其特征在于， 所述方法还获取光谱仪 最佳采集延时时间： 获取多个光谱仪采集延时时间， 及相应光谱信号， 寻找使得光谱信噪比 最高的间隔时间， 作为 光谱仪最佳采集延时 时间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114894776 A 3