时间区间，因此可以无须经过多次检测次数而能够得到精准的检测结果。
[0038]当待测元素之放射波长位置与其他元素之放射波长位置非常接近时，藉由选取待测元素之波长，经由连续改变第一光束LI自分光装置200至光学光闸300之传送距离以改变时间区间并同时扫描以取得多个光谱脉冲讯号，因原子的电子跃迀时间是固定的，则可以利用待测元素在时间轴上改变强度的特征来检测，而得到强度对于时间之特征光谱。因此，当待测物中具有相近特征波长之相异元素，在光谱上会重叠在一起不易分辨，而在时间轴上会分开出现时，使用者则可用单一波段之时间特征来检测特定元素，则容易分辨出以往无法清楚辨别之元素，甚至不需要设置光谱仪而可提高检测之分辨度。
[0039]图3为图2之光谱图沿剖面线2B-2B’之光谱图。实施例中，以元素B为例，元素B与元素A之放射波长位置非常接近，藉由选取元素B具有之波长2，连续改变第一光束LI自分光装置200至光学光闸300之传送距离并同时扫描以取得强度对于时间之特征光谱，三个放射峰则分别对应三个时间区间tl、t2及t3。根据所测得之强度对于时间之特征光谱，可确认待测元素为元素B。
[0040]实施例中，可选择性地以第一透镜800使第二光束L2聚焦于样本20之表面，以及以第二透镜900收集光谱讯号S。第一透镜800与第二透镜900系可邻近于样本20设置，且第一透镜800与第二透镜900之相对位置系为可调整。第一透镜800聚焦于样本20之表面系指第二光束L2打在样本20之表面上的位置，也就是产生一个电浆放射光之光谱讯号的起始点。以第二透镜900收集光谱讯号S系指选取收集光谱讯号S的位置，也就是从样本20的某一个位置收集光谱讯号S，这个位置可以和第二光束L2打在样本20之表面上的位置是不一样的，例如两个位置的间距系为I毫米(_)。由于电浆随著在空间扩散，其放射光频谱会随空间位置而改变。因此，使用者可以经由调整第一透镜800与第二透镜900之相对位置而选取较有利之空间位置收集光谱讯号。并且，各个元素之电浆放射光频谱随空间位置而改变之特征亦为不同，使用者可以经由调整第一透镜800与第二透镜900之相对位置，而得到根据元素种类不同具有不同空间解析特征之空间光谱。
[0041]在一实施例中，光谱讯号S更可包括複数个连续的光谱脉冲讯号，预定时间区间更可包括複数个连续的次级预定时间区间，各个次级预定时间区间系为不同，各个光谱脉冲讯号系分别于各个次级预定时间区间通过光学光闸。光分析装置600在这些次级预定时间区间连续地接收多个光谱脉冲讯号，其中各个光谱脉冲讯号分别为不同时间区间的光谱讯号。根据本实施例之光谱检测方法，亦可于单次检测中，使光分析装置600收集到不同时间点之光谱讯号。使用者可得到强度对于时间之特征光谱，则容易分辨出以往无法清楚辨别之元素，甚至不需要设置光谱仪而可达到检测之功能。
[0042]另一实施例中，光谱检测方法包括传送雷射光束L至样本20以产生光谱讯号S，以及以光电感测元件接收光谱讯号S。其中，光电感测元件具时间解析功能，可以是光电二极体(photod1de)或光电倍增管(PMT, photomultiplier)，其中可省略前述实施例中之光学光闸300、第一偏光元件400、第二偏光元件500与光路调整装置700，其馀与前述实施例相同之元件系沿用同样的元件标号，且相同元件之相关说明请参考前述，在此不再赘述。实施例中，可控制光电感测元件系开启或关闭，当光电感测元件于预定时间区间开启时，光谱讯号S可通过光电感测元件。光电感测元件并非必须以雷射光束L或第一光束L驱动而于预定时间区间开启。光谱讯号S可于光电感测元件开启时通过。然实际应用时，光电感测元件亦可视应用状况作适当选择，并不以前述光电感测元件为限。此外，光谱讯号S可包括複数个连续的光谱脉冲讯号，预定时间区间包括複数个连续的次级预定时间区间，各次级预定时间区间系为不同，且光谱脉冲讯号系分别于次级预定时间区间通过光电感测元件，光电感测元件在次级预定时间区间接受光谱讯号S，其为不同时间区间之光谱讯号S。使用者可得到强度对于时间之特征光谱，则容易分辨出以往无法清楚辨别之元素，甚至不需要设置光谱仪而可达到检测之功能。
[0043]据此，实施例之光谱检测装置及光谱检测方法，藉由光谱讯号通过于预定时间区间开启之光学光闸而传送至光分析装置或光电感测元件，可达到时间解析功能，可提升光谱讯号强度并大量降低其他讯号的干扰，并提升侦测灵敏度。并且，以光路调整装置调整第一光束自分光装置至光学光闸之传送距离，进而调整光学光闸开启的预定时间区间，或者调整光电感测元件开启的预定时间区间，可于单次检测中，使光分析装置收集到包括波长、强度及时间之三维光谱，使用者无须经过多次检测次数而能够得到精准的检测结果。此外，以第一透镜使第二光束聚焦于样本之表面，以及以第二透镜收集光谱讯号，使用者可以经由调整第一透镜与第二透镜之相对位置而选取较有利之空间位置收集光谱讯号，且得到根据元素种类不同具有不同空间解析特征之空间光谱。
【主权项】
1.一种光谱检测装置，其特征在于:包括: 雷射装置，用以提供一雷射光束，其中该雷射光束包括复数个连续的雷射脉冲； 分光装置，用以将该雷射光束分离为第一光束与第二光束，所述第一光束包括复数个连续的第一脉冲光束，所述第二光束包括复数个连续的第二脉冲光束，所述第二光束为传送至一样本以产生一光谱讯号； 光分析装置，用以接收该光谱讯号； 光学光闸，设置于光分析装置与样本之间，所述第一光束系用以驱动该光学光闸； 光路调整装置，设置于分光装置与光学光闸之间，用以调整第一光束自该分光装置至光学光闸的传送距离； 第一偏光元件，设置于样本与光学光闸之间； 第二偏光元件，设置于该光学光闸与该光分析装置之间； 其中，当光学光闸被驱动而于一预定时间区间开启时，光谱讯号通过第一偏光元件、光学光闸与第二偏光元件而传送至光分析装置；光谱讯号包括复数个连续的光谱脉冲讯号，预定时间区间包括复数个连续的次级预定时间区间，各次级预定时间区间系为不同，且光谱脉冲讯号系分别于次级预定时间区间通过光学光闸，光分析装置在次级预定时间区间接受该些光谱脉冲讯号。2.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:所述光路调整装置包括复数个反射面，各反射面之间的距离为可调整。3.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:所述光学光闸为一克尔光闸(Kerr gate)。4.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:所述第一偏光元件与所述第二偏光元件为线性偏光镜，所述第一偏光元件与第二偏光元件的偏光角度相差90度。5.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:还包括第一透镜，设置于第二光束自该分光装置至该样本的路径中，用以使第二光束聚焦于该样本之表面；第二透镜，设置于样本与光分析装置之间，用以收集光谱讯号；更包括:一滤光片，设置于光分析装置与样本之间，用以滤除光谱讯号以外之讯号。6.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:所述雷射光束为一脉冲雷射，所述脉冲雷射的脉冲时间为I飞秒(femtosecond)至I奈秒(nanosecond)之间。7.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于:所述光学光闸开启时间点与光谱讯号产生时间点具有一时间差，所述时间差为O至I微秒(microsecond)之间，且所述预定时间区间为I皮秒(picosecond)至I奈秒(nanosecond)之间。
【专利摘要】本发明公开了一种光谱检测装置，包括：雷射装置，用以提供一雷射光束，其中该雷射光束包括复数个连续的雷射脉冲；分光装置，光分析装置，光路调整装置，第一偏光元件，第二偏光元件，其中，当光学光闸被驱动而于一预定时间区间开启时，光谱讯号通过第一偏光元件、光学光闸与第二偏光元件而传送至光分析装置；光谱讯号包括复数个连续的光谱脉冲讯号，光分析装置在次级预定时间区间接受该些光谱脉冲讯号。本发明利用雷射驱动光学光闸，使光谱讯号于预定时间区间通过光学光闸而传送至光分析装置，能够达到滤除杂讯且提高检测灵敏度的效果。
【IPC分类】G01N21/71
【公开号】CN105181677
【申请号】CN201510505028
【发明人】徐美芬, 厉昌海
【申请人】杭州希科检测技术有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月18日