自动聚焦激光诱导击穿光谱远程测量系统

激光诱导击穿光谱（LIBS）技术具有非接触测量、无需样品预处理以及快速多元素同时分析等特点，适合于高温、高压、真空、有毒以及敌对环境等仪器和操作人员无法靠近观测对象的应用中。LIBS 技术结合望远镜系统可以实现物质成分的远距离检测与分析。搭建了一套可自动聚焦的LIBS远程测量系统。该系统中的望远镜采用Schwarzschild结构，由一块凹球面反射镜和一块凸球面反射镜组成。两块球面反射镜共轴安装。其中凸面反射镜安装在电控精密平移台上，电动平移台可带动凸面反射镜沿光轴移动。通过调整凸面反射镜的位置，改变凸面反射镜和凹面反射镜的间距，进而改变系统的焦距，实现对不同距离的样品进行光谱测量。该结构的优点在于：激光聚焦光路与信号光采集光路相同，便于安装和调试；望远镜系统采用全反射式光路，适用于紫外波段检测；只包括两个球面反射镜，结构紧凑，元件容易加工。望远镜系统调焦距离为1．5～3．6 m，聚焦光斑直径约为0．5～1．0 mm。使用该系统对铜样品进行了LIBS实验，确认了Cu元素的特征谱线。通过测量Cu元素的LIBS特征谱线（Cu Ⅰ223．01 nm，Cu Ⅰ224．43 nm）峰面积和反射镜间距之间关系，得到了激光的最优聚焦位置。实验结果表明，该系统能够完成样品的远程激发和LIBS光谱测量，并能够对不同距离的样品进行自动聚焦。