(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 202210631424.2 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中国科学院合肥物质科 学研究院 地址 230001 安徽省合肥市庐阳区蜀山湖 路350号科学岛 (72)发明人 付洪波　张志荣　张梦阳　王华东　 吴边　 (74)专利代理 机构 合肥初航知识产权代理事务 所(普通合伙) 34171 专利代理师 金娟娟 (51)Int.Cl. G01N 21/71(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种光谱采集系统及其多向等离子体发射 光采集装置 (57)摘要 本发明涉及光谱 学技术领域， 公开了一种光 谱采集系统及其多向等离子体发射光采集装置， 其包括激光会聚透镜(1)， 用于将激光束聚焦至 待测样品(2)上， 诱导待测样品(2)产生发出信号 光的等离子体； 多个绕激光会聚透镜(1)轴线均 匀分布的第一发射光会聚透镜(3)， 用于将所述 信号光从与多个绕激光会聚透镜(1)分别相对应 的多个方向汇聚到不同的第一光纤(4)端面。 本 发明通过多向等离子体发射光采集装置能够实 现对信号光多向更全的采集， 继而能够有效提高 激光诱导击穿光谱稳定性和重复性。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 115060706 A 2022.09.16 CN 115060706 A 1.一种多向等离 子体发射 光采集装置， 其特 征在于， 包括： 激光会聚透镜(1)， 用于将激光束聚焦至待测 样品(2)上， 诱导待测样品(2)产 生发出信 号光的等离 子体； 多个绕激光会聚透镜(1)轴线均匀分布的第一发射光会聚透镜(3)， 用于将所述信号光 从与多个绕激光会聚透 镜(1)分别相对应的多个方向汇聚到不同的第一 光纤(4)端面。 2.根据权利要求1所述的一种多向等离 子体发射 光采集装置， 其特 征在于： 还包括用于安装激光会聚透镜(1)和第一发射光会聚透镜(3)的安装座(51)， 安装座 (51)上且位于中心位置处设有透镜安装座(502)， 激光会聚透镜(1)设置于透镜安装座 (502)上， 安装座(51)上还设有绕透镜安装座(502)均匀布置的多个光纤耦合器(501)， 第一 发射光会聚透 镜(3)设置 于光纤耦合器(5 01)上。 3.根据权利要求1或2所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 激光会 聚透镜(1)的轴线与第一发射 光会聚透 镜(3)的轴线呈锐角夹角设置 。 4.根据权利要求2所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 安装座(51) 呈一端开口的壳体状， 安装座(51)包括中心板(503)和连接于中心板(503)边缘处的侧板 (504)， 侧板(504)与中心板(503)共同构成壳腔， 壳腔的远离中心板(503)的端部为开口端， 中心板(503)上设有中心孔(505)， 透镜安装座(502)安装于中心 板(503)的中心孔(505)处， 侧板(504)上设有边 孔(506)， 光纤耦合器(5 01)安装于侧板(5 04)的边孔(506)处。 5.根据权利要求4所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 侧板(504) 为多块连接板(507)首尾连接而成， 边孔(506)设置于连接板(507)上， 连接板(507)板面与 中心板(5 03)板面呈钝角夹角设置， 壳腔自中心板(5 03)至开口端截面积逐渐增大。 6.根据权利要求4或5所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 侧板 (504)的上且与边孔(506)相对应的位置处设有调节板(508)， 光纤耦合器(501)穿过边孔 (506)安装在调节板(508)上且光纤耦合器(501)外侧壁与边孔(506)内壁之间留有间距， 调 节板(508)与侧板(504)之间设有橡胶圈(512)， 侧板(504)上设有多个设置于边孔(506)边 缘处的第一固定孔(509)， 调节板(508)上设有与第一固定孔(509)对应设置的第二固定孔 (510)， 第一固定孔(509)与第二固定孔(510)通过螺栓(513)连接实现调节板(508)与侧板 (504)之间的连接 。 7.根据权利要求2所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 安装座(51) 呈板状， 安装座(51)上设有位于中心处的中心孔(505)和绕中心孔(505)均匀布置的多个边 孔(506)， 透镜安装座(5 02)安装于中心孔(5 05)处， 光纤耦合器(5 01)安装于边 孔(506)处。 8.根据权利要求7所述的一种多向等离子体发射光采集装置， 其特征在于： 边孔(506) 内设有用于安装光纤耦合器(501)的安装板(511)， 安装板(511)相对安装座(51)朝向中心 处倾斜设置。 9.一种光谱采集系统， 其特征在于： 其包括权利要求1 ‑8任意一项所述的一种多向等离 子体发射 光采集装置， 还包括激光器(6)， 用于发射激光束； 中心打孔全反镜(7)， 用于供激光束穿过传输到激光会聚透镜(1)处， 并将待测样品(2) 产生发出的沿激光会 聚透镜(1)轴向方向的信号光进行全反射； 半透半反镜(8)， 用于接收 中心打孔全反镜(7)反射的信号光， 并使得一部分信号光穿过半透半反镜(8)， 另一部分信权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115060706 A 2号光被再次反射； 第二发射光会聚透镜(9)， 用于接收半透半反镜(8)再次反射的信号光并将该信号光汇 聚到第二 光纤(12)端面； 光谱仪， 用于接收第一光纤(4)和第二光纤(12)传输的信号光， 获得光谱信息， 并根据 光谱信息获得待测样品(2)的物质成分信息 。 10.根据权利要求9所述的一种光谱采集系统， 其特征在于： 还包括相机(10)， 用于拍摄 穿过半透半反镜(8)的信号 光并根据拍摄的信号 光获得待测样品(2)表面形貌 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115060706 A 3