原位激光质谱光谱同步测量分析仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及元素分析仪，特别涉及激光烧蚀飞行时间质谱分析仪以及激光诱导击穿光谱分析仪。一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其主要特点在于包括有靶样品设于激光光学系统的激光束、激光飞行时间质谱测量装置中的中心轴线及激光诱导击穿光谱测量装置的透镜组轴线相交点上；所述的激光光学系统包括有激光器，在激光束传输通道上设有紫外石英棱镜、紫外石英聚焦透镜以及特征波长高反射镜，激光脉冲聚焦在靶样品的表面产生等离子体羽；为了精确控制激光束焦点位置在所述的激光飞行时间质谱测量装置的真空腔室的前端还设有监控仪CCD以及靶样品的定位半导体激光器，分别设在靶样品轴线的两侧，CCD及定位半导体激光器轴线均指向靶样品。本发明的优点是以同一束激光在相同条件下烧蚀靶材料，可以获取相同烧蚀条件下，烧蚀产物的质谱与光谱信息。
【专利说明】原位激光质谱光谱同步测量分析仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及元素分析仪，特别涉及激光烧蚀飞行时间质谱分析仪以及激光诱导击穿光谱分析仪。
【背景技术】
[0002]物质成分分析在冶金、食品安全、环境监测、空间探测等各个领域具有广泛的应用需求。常用的分析手段包括X射线荧光分析仪、电感耦合等离子体光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、原子吸收分光光度计、同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪等。但是大部分的元素分析仪器多需要进行采样，并对样品进行预处理后才可以分析，有些分析方法对样品形态、所分析元素、分子等种类等都具有较大限制。
[0003]激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是利用强激光聚焦于样品表面形成等离子体，通过测量等离子体发射光谱中的特征谱线来分析样品中元素成分的分析手段。该方法已经在金属、液体、气体等样品中的痕量元素的定性、定量分析应用研究方面开展了大量工作。与传统分析方法相比，尚在发展中的LIBS技术最大的特点是几乎不需要制备，对样品破坏小，灵敏度高等特点，并且由于该分析方法仅有光束与目标靶材的接触，因而可实现多元素、原位分析。
[0004]激光烧蚀飞行时间质谱(LA-TOF-MS)技术是近年来发展起来的一种结合激光烧蚀进样与飞行时间质谱测量的分析方法，它利用激光聚焦靶材料表面烧蚀产生等离子体，利用电场对荷电粒子先减速并再次加速后，通过测量粒子飞行时间来计算粒子荷质比的质谱分析方法。它同样具有样品无需制备或仅需简单制备的优点。LA-TOF-MS通常采用反射式TOF质谱仪，这样的设计能够大大提高质量分辨，对于有机物烧蚀产生的原子、离子甚至微小差别的分子基团等碎片加以定量分析。美国霍普金斯大学为火星探测研制的原位激光烧蚀飞行时间质谱装置已在实验室内成功获取目标靶元素成分。
[0005]传统LIBS技术的光谱测量范围集中在200?800nm，主要是分析强激光产生的等离子体中中性原子，部分一价离子以及少数分子(例如CN、C2等)光谱。因此，对分子或特征谱线不在该光谱范围内的成分分析，LIBS技术的应用受到极大限制。
[0006]激光烧蚀飞行时间质谱(LA-TOF-MS)技术的优势是可以探测荷电的原子、分子甚至是大分子基团等，并具有较高的分辨率及定量分析能力。但是该质谱技术不能探测中性原子、分子。而低功率密度激光产生的等离子体中存在大量中性原子、分子，丢失这些成分信息对于准确分析样品组成、研究激光烧蚀机制等具有很大的局限性；并且传统的LA-TOF-MS都需要在高真空条件下工作，样品制备、真空样品控制等都比较复杂，将其应用在原位分析方面尚有一些困难。
[0007]将激光光谱分析技术与质谱分析技术相结合进行样品成分分析是非常有效的、优势互补的解决方案。它可以同时测量中性原子、部分分子以及荷电粒子等，可获得更为全面的激光烧蚀产物信息，并且光谱结果与同步采集的质谱结果可相互印证，提高分析准确性。迄今为止，几乎没有LIBS技术与质谱技术结合同时测量激光烧蚀复杂物质光谱与质谱的实验报道。瑞士的T.Lippert小组在微激光等离子体推进器材料烧蚀机制的研究中采用过基于电四极质谱计的质谱、光谱的联合测量，通过对烧蚀物质传播速度、碎片动能测量研究有机物烧蚀机制。但由于他们采用的是四极柱质谱计，不能一次获得全部的质谱，在他们发表的实验中只测量了 HU)光谱及C+质谱测量，这就大大降低了其分析效率。将LIBS技术与LA-TOF-MS技术结合起来开展原位、无损元素分析的，目前尚无文献报道。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，为避免现有技术的不足，提供一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪。本发明的目的是将LIBS技术与LA-TOF-MS技术相结合，建立可实现样品原位分析的激光质谱光谱同步测量分析仪器。
[0009]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其主要特点在于包括有靶样品设于激光光学系统的激光束、激光飞行时间质谱测量装置中的中心轴线及激光诱导击穿光谱测量装置的透镜组轴线相交点上；所述的激光光学系统包括有激光器，在激光束传输通道上设有紫外石英棱镜、紫外石英聚焦透镜以及特征波长高反射镜，激光脉冲聚焦在靶样品的表面产生等离子体羽；为了精确控制激光束焦点位置在所述的激光飞行时间质谱测量装置的真空腔室的前端还设有监控仪CCD以及靶样品的定位半导体激光器，分别设在靶样品轴线的两侧，CCD及定位半导体激光器轴线均指向靶样品。
[0010]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的激光飞行时间质谱测量装置包括圆柱形直线高真空腔室，其顶部设有脉冲进气阀；在高真空腔室内的前端依次设有中心带孔金属阳极片，中心带孔微通道板(MCP)，以及由金属丝焊接成网状结构的栅网，在其后端设有中心为圆形孔的金属电极片组成的减速加速电场区域，在栅网与金属电极片之间为真空腔室的漂移区；在高真空腔室底部法兰上设有信号输出接口，并通过电缆线与示波器采集通道连接；高真空腔室还通过真空波纹管与真空泵系统连接。
[0011]在测量时等离子体羽通过脉冲阀进入高真空腔室后，依次通过中心带孔金属阳极片，中心带孔微通道板(MCP)，以及由金属丝焊接成网状结构的栅网，90%以上粒子可透过栅网进入真空腔室的漂移区，并沿轨迹运动，到达由中心为圆形孔的金属电极片组成的减速加速电场区域，粒子在该电场区先被减速至零后，再反向加速，并再次穿过栅网后撞击MCP探测器，通过MCP探测器将粒子信号放大后由金属片阳极收集后通过真空电缆线输出至腔室底部法兰上的信号输出接口，并通过电缆线连接至示波器采集通道；腔室通过真空波纹管与真空泵系统连接以保持腔室工作在高真空环境。
[0012]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的激光诱导击穿光谱测量装置包括由石英透镜组成的光谱收集耦合系统，透镜组轴线指向靶样品，光纤与光谱仪连接，光谱仪输出端连接多路脉冲信号延迟器。将靶样品的表面产生等离子体羽发射的光谱高效收集后通过光纤传输至光谱仪，从而可通过光谱分析获得靶样品的元素成分信息。
[0013]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，还包括有电子延迟时间控制系统，包括有多路脉冲信号延迟器，其信号输出端通过电缆线分别与脉冲阀控制器、脉冲激光器电源、光谱仪以及示波器触发端连接。通过脉冲信号延迟器延迟时间调节精确控制、脉冲阀进气开关时间、激光脉冲发生时间、光谱仪采集时间以及飞行时间时间测量开始信号等时序就可以完成激光质谱光谱的同步测量分析。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]I)以同一束激光在相同条件下烧蚀靶材料，可以获取相同烧蚀条件下，烧蚀产物的质谱与光谱信息。
[0016]2)利用飞行时间质谱可以获得烧蚀产物中离子、荷电分子、大分子以及基团等的信息，利用光谱测量可以获得烧蚀产物中中性原子、分子以及一价离子信息，将二者数据结合可以获得更为全面的激光烧蚀过程及产物信息，从而帮助人们更好地研究激光烧蚀靶材料的物理过程以及提升有机物鉴别分析能力。
[0017]3)采用脉冲阀连接激光烧蚀靶材料的大气环境与微通道板(MCP)工作所必须的高真空环境，即可保障探测器的正常工作，又不利用其他载气，从而避免了等离子体羽与其他气体相互作用，导致产物改变。
[0018]4)采用共线反射式TOF设计，减小了 TOF系统的体积，并采用波纹管与分子泵连接，使得整套设备具有可移动性，便于原位分析。
[0019]该装置采用反射式TOF结构、脉冲阀进气控制、以及脉冲信号延时器等设备，实现对大气环境下靶材料中激光烧蚀产物的激光电离飞行时间质谱和激光诱导击穿光谱同时测量，获得包括中性原子、分子，一价离子、高价离子以及荷电碎片等产物在内的更全面的信息，从而为激光烧蚀高分子有机物物理机制的实验研究、有机物质分类原位检测等提供新手段。并且该测量设备具有更高的检测精度、更强的分析能力，可广泛运用于食品安全监测、环境监测、空间探测等多种重要领域。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0020]图1为本发明原位激光质谱、光谱同步测量分析仪的结构示意图；
[0021]图2电极片结构示意图；
[0022]图3栅网结构示意图；
[0023]图4原位激光质谱光谱同步测量分析仪各部分时序控制图；
[0024]图5四种有机聚合物分子结构。
[0025]图中:1靶样品；2等离子体羽；3特征波长高反镜；4靶点监控CCD ；5紫外石英聚焦透镜；6紫外石英棱镜；7脉冲激光束；8气体脉冲进气阀；8-1脉冲阀控制器；9靶点定位半导体激光器；10光纤收集耦合透镜组；11光纤耦合器；12光纤；13光谱仪；14真空泵组；15波纹管；16脉冲信号延迟器；17粒子飞行径迹；18电极片；18-1电极片主体；18_2支撑杆螺孔；18_3粒子飞行孔；19探测器阳极片；20微通道板探测器(MCP) ；21屏蔽栅网；21_1栅网金属支撑片；21_2金属丝焊接网；21-3支撑杆螺孔；22真空腔室；23高压加载及信号输出接头；24Nd:YAG脉冲激光器；25-1接地栅网；25_2V1栅网；25_2V2栅网。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述:
[0027]实施例1:见图1，一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其主要特点在于包括有靶样品I设于激光光学系统的激光束、激光飞行时间质谱测量装置中的中心轴线及激光诱导击穿光谱测量装置的透镜组轴线相交点上；所述的激光光学系统包括有激光器24，在激光束传输通道上设有紫外石英棱镜6、紫外石英聚焦透镜5以及特征波长高反射镜3，激光脉冲聚焦在靶样品I的表面产生等离子体羽2 ;为了精确控制激光束焦点位置在所述的激光飞行时间质谱测量装置的真空腔室22的前端还设有监控仪CCD4以及靶样品I的定位半导体激光器9，分别设在靶样品I轴线的两侧，CCD4及定位半导体激光器轴线均指向靶样品I。
[0028]实施例2:见图1，所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的激光飞行时间质谱测量装置包括圆柱形直线高真空腔室22，其顶部设有脉冲进气阀8 ;在高真空腔室22内的前端依次设有中心带孔金属阳极片19，中心带孔微通道板(MCP) 20，以及由金属丝焊接成网状结构的栅网21，在其后端设有中心为圆形孔的金属电极片18组成的减速加速电场区域，在栅网21与金属电极片18之间为真空腔室的漂移区；在高真空腔室22底部法兰上设有信号输出接口 23，并通过电缆线与示波器采集通道连接；真空腔室22还通过真空波纹管15与真空泵系统14连接，可实现10_6mbar级的高真空条件，其余结构与实施例1相同。
[0029]在测量时等离子体羽2通过脉冲阀进入高真空腔室22后，依次通过中心带孔金属阳极片19，中心带孔微通道板(MCP) 20，以及由金属丝焊接成网状结构的栅网21，90%以上粒子可透过栅网进入真空腔室的漂移区，并沿轨迹17运动，到达由中心为圆形孔的金属电极片18组成的减速加速电场区域，粒子在该电场区先被减速至零后，再反向加速，并再次穿过栅网21后撞击MCP探测器20，通过MCP探测器将粒子信号放大后由金属片阳极18收集后通过真空电缆线输出至腔室22底部法兰上的信号输出接口 23，并通过电缆线连接至示波器采集通道；腔室通过真空波纹管15与真空泵系统14连接以保持腔室工作在高真空环境。
[0030]实施例3:见图1，所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的激光诱导击穿光谱测量装置包括由石英透镜组成的光谱收集耦合系统10，透镜组轴线指向靶样品1，光纤12与光谱仪13连接，光谱仪13输出端连接多路脉冲信号延迟器16。将靶样品I的表面产生等离子体羽2发射的光谱高效收集后通过光纤12传输至光谱仪13，从而可通过光谱分析获得靶样品I的元素成分信息。其余结构与实施例1和实施例2相同。
[0031]实施例4:见图1，所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，还包括有电子延迟时间控制系统，包括有多路脉冲信号延迟器16，其信号输出端通过电缆线分别与脉冲阀控制器8-1、脉冲激光器24电源、光谱仪13以及示波器触发端连接。通过脉冲信号延迟器延迟时间调节精确控制、脉冲阀进气开关时间、激光脉冲发生时间、光谱仪采集时间以及飞行时间时间测量开始信号等时序就可以完成激光质谱光谱的同步测量分析。其余结构与实施例1、实施例2和实施例3相同。
[0032]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪工作时的时序控制图如图4所示，先利用真空泵系统将腔室22抽到1-6Hibar量级的高真空条件，以保障微通道板探测器(MCP)可以正常工作，各系统正常工作后，脉冲延迟器16控制脉冲阀8持续打开数十微秒，脉冲阀开启后延迟数十纳秒输出的纳秒激光脉冲作用在样品I表面，产生可持续数微秒的等离子体羽2，当等离子体羽的大部分成分通过脉冲阀8进入真空腔室后，脉冲阀关闭，荷电粒子沿径迹(17)飞行数个微妙后达到微通道板探测器20并输出电信号。通过记录脉冲激光开始时间以及粒子到达探测器的时间即可获得粒子的飞行时间，并获得其荷质比信息，记录所有粒子的飞行时间即可获得完整的质谱信息；与此同时，脉冲信号延迟器输出一个相对激光脉冲延迟数百纳秒的出发信号作为光谱仪13开始采集的时间，并由光谱仪记录等离子体发射光谱信息，即可获得样品烧蚀产物的光谱。由于在质谱采集以及光谱采集均是在相同条件下进行的得到，并且靶材料样品处于大气环境下，因此本发明所述仪器可以开展原位激光质谱光谱的同步测量分析。
[0033]实施例5:见图1，一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪，包括有激光光学系统、激光诱导击穿光谱测量装置，激光飞行时间质谱测量装置以及电子控制装置。所述的激光光学系统包括有在激光器24，在激光束传输通道上设有一个紫外石英棱镜6、一块紫外石英聚焦透镜5以及一个特征波长高反射镜3，可将激光脉冲聚焦在靶样品I的表面产生等离子体羽2 ;为了精确控制激光束焦点位置，所述分析仪在真空腔室22的前端还装有监控仪CCD4以及靶点定位半导体激光器9，分别设在等离子体羽2轴线的两侧，CCD及定位半导体激光器轴线均精确指向激光靶点。
[0034]所述的激光飞行时间质谱测量装置包括一个圆柱形直线高真空腔室22，其顶部设有脉冲进气阀8，等离子体羽2通过脉冲阀进入腔室22后，依次通过中心带孔，孔径5_，金属阳极片19，见图2，中心带孔(孔径8_)微通道板(MCP) 20，以及由金属丝焊接成网状结构的三片栅网21，见图3，90%以上粒子可透过栅网进入真空腔室的漂移区，并沿轨迹17运动，到达由中心为圆形孔的不锈钢或铜金属电极片18和栅网25组成的电场区域，荷电粒子在该电场区先被减速至零后，再反向加速，并再次穿过栅网21后撞击MCP探测器20，通过MCP探测器将粒子信号放大后由金属片阳极18收集后通过真空电缆线输出至腔室22底部法兰上的信号输出接口 23，并通过电缆线连接至示波器采集通道；腔室通过真空波纹管15与真空泵系统14连接以保持腔室工作在高真空环境。脉冲阀设置在束流出口上，控制大气环境下激光烧蚀产物进入质谱测量系统，既保持激光在大气中烧蚀产物状态，又可保证微通道板探测器工作所需的高真空条件。
[0035]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的激光诱导击穿光谱测量装置包括由一组石英透镜组成的光谱收集耦合系统10，透镜组轴线精确指向样品I上的脉冲激光与半导体激光交叠的靶点，可将等离子体发射光谱高效收集后通过光纤12传输至光谱仪13，从而可通过光谱分析获得靶样品I的元素成分信息。
[0036]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，所述的电子延迟时间控制系统包括有高精度多路脉冲信号延迟器16，采用美国斯坦福公司的DG645，其信号输出端通过电缆线分别与脉冲阀控制器8-1、脉冲激光器24电源、光纤光谱仪以及示波器触发端连接，通过脉冲信号延迟器延迟时间调节精确控制、脉冲阀进气开关时间、激光脉冲发生时间、光谱仪采集时间以及飞行时间时间测量开始信号等时序就可以完成激光质谱光谱的同步测量分析。
[0037]所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪工作时的时序控制图，见图4，先利用真空泵系统将腔室22抽到高真空条件，以保障微通道板探测器(MCP)可以正常工作，各系统正常工作后，脉冲延迟器16控制脉冲阀8持续打开数十微秒，脉冲阀开启后延迟数十纳秒输出的纳秒激光脉冲作用在样品I表面，产生可持续数微秒的等离子体羽2，当等离子体羽的大部分成分通过脉冲阀8进入真空腔室后，脉冲阀关闭，荷电粒子沿径迹17飞行数个微妙后达到微通道板探测器20并输出电信号。通过记录脉冲激光开始时间以及粒子到达探测器的时间即可获得粒子的飞行时间，并获得其荷质比信息，记录所有粒子的飞行时间即可获得完整的质谱信息；与此同时，脉冲信号延迟器输出一个相对激光脉冲延迟数百纳秒的出发信号作为光谱仪13开始采集的时间，并由光谱仪记录等离子体发射光谱信息，即可获得样品烧蚀产物的光谱。由于在质谱采集以及光谱采集均是在相同条件下进行的得到，并且靶材料样品处于大气环境下，因此本发明所述仪器可以开展原位激光质谱光谱的同步测量分析。
[0038]实验测试例1:激光烧蚀靶材料机制研究
[0039]在激光诱导击穿光谱应用中，通常假设激光烧蚀靶材料产生的荷电粒子主要为一价离子，并且材料烧蚀满足化学分馏，从而通过光谱分析可以较为准确的获取材料的元素成分及其比例信息。但严格的激光烧蚀靶材料，还可能产生一些二价以上离子，并且激光烧蚀材料在不同激光参数、靶材料、环境气体下，很难都可以实现化学分馏的理想条件。这些会导致激光诱导击穿光谱测量结果与物质的实际成分有差别。然而，利用本发明所述原位激光质谱光谱同步测量分析仪，可以利用激光诱导击穿光谱测量中性原子、部分分子以及一价离子信息，同时通过激光飞行时间质谱测量获得了相同条件下一价离子、二价以上离子以及荷电分子或基团等的信息，结合二者数据分析，即可获得全面的烧蚀产物信息，并通过改变激光参数、改变环境气体以及采用不同性质靶材等对激光烧蚀物质的物理机制进行更深入的分析研究。
[0040]实验测试例2:有机物鉴别分类
[0041]在垃圾、废物等回收中，对于塑料类有机物的快速原位鉴别分类是个棘手问题。传统LIBS技术研究的光谱范围集中在200?950nm，主要是研究强激光等离子体中原子、离子以及少数分子(例如CN、C2等)光谱。对于组成元素有差别的材料，见图5所示聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)则根据Cl元素谱线很快可以鉴别这两种材料，但对于聚乙烯、聚丙乙烯等组成元素相同的材料，则需要对元素谱线强度进行统计分析并给出正确的C、H元素比才能准确鉴别两种材料。而对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃等，需要准确测量Cp H、N、O、C2, CN含量比，方能正确鉴别分析材料种类。但受到激光参数以及LIBS光谱测量范围、光谱稳定性的影响，利用单纯的LIBS技术快速、准确测量这些有机材料还受到一定限制。如果利用单纯的激光烧蚀飞行时间质谱，由于不能获取烧蚀产物中的中性
C、H等元素或其组成的一些简单分子等的信息，元素比例分析结果准确性也会受到影响。并且，通常的飞行时间质谱均需在高真空条件下完成，样品制备以及分析时效性受到限制，难以满足回收现场快速鉴别的应用需求。
[0042]原位激光质谱光谱同步测量分析仪中采用LIBS光谱与LA-TOF-MS质谱结合的技术，通过更全面的元素、烧蚀碎片测量研究激光烧蚀几类常见聚合物(例如上所述的聚烯烃、芳香烃等)激光烧蚀分解产物,可准确定量分析激光烧蚀产物中各类产物比，并通过质谱、光谱测量结果的归一化，从而还原靶材料分子组成成分，以实现目标材料的快速分析鉴另O。该装置中靶材料烧蚀环境为大气，且质谱部分设计紧凑，具有一定的移动能力，无需样品制备，可实现快速鉴别分析需求。
[0043]实验测试例3:自然界中矿石、地质等的快速检测
[0044]本发明所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪由于采用了脉冲阀设计，使得激光质谱测量系统可以测量大气环境下激光烧蚀靶材料的产物信息，并且所述分析仪采用直线式反射TOF设计，结构紧凑(T0F长度可小于20厘米)，通过波纹管连接真空系统也使得质谱测量更灵活。因此，本发明所述分析仪可移动至矿藏勘探、地质学研究等的现场进行实时分析。
[0045]另外，传统的激光诱导击穿光谱所用光谱仪的分辨较低，只能鉴别物质中的元素成分，却不能进一步分辨同位素。选用超高分辨的光谱仪，价格非常昂贵，并且LIBS测量的效率会大大降低。而本发明所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪中的质谱分析装置可对大部分元素的同位素进行质谱分析，这一优势也使得所述分析仪在矿藏勘探、地质学研究方面可以发挥更大的作用。
[0046]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其特征在于包括有靶样品设于激光光学系统的激光束、激光飞行时间质谱测量装置中的中心轴线及激光诱导击穿光谱测量装置的透镜组轴线相交点上；所述的激光光学系统包括有激光器，在激光束传输通道上设有紫外石英棱镜、紫外石英聚焦透镜以及特征波长高反射镜，激光脉冲聚焦在靶样品的表面产生等离子体羽；在所述的激光飞行时间质谱测量装置的真空腔室的前端还设有监控仪CCD以及靶样品的定位半导体激光器，分别设在靶样品轴线的两侧，CCD及定位半导体激光器轴线均指向祀样品。
2.如权利要求1所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其特征在于所述的激光飞行时间质谱测量装置包括圆柱形直线高真空腔室，其顶部设有脉冲进气阀；在高真空腔室内的前端依次设有中心带孔金属阳极片，中心带孔微通道板，以及由金属丝焊接成网状结构的栅网，在其后端设有中心为圆形孔的金属电极片组成的减速加速电场区域，在栅网与金属电极片之间为真空腔室的漂移区；在高真空腔室底部法兰上设有信号输出接口，并通过电缆线与示波器采集通道连接；高真空腔室还通过真空波纹管与真空泵系统连接。
3.如权利要求1所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其特征在于所述的激光诱导击穿光谱测量装置包括由石英透镜组成的光谱收集耦合系统，透镜组轴线指向靶样品，光纤与光谱仪连接，光谱仪输出端连接多路脉冲信号延迟器。
4.如权利要求1所述的原位激光质谱光谱同步测量分析仪，其特征在于还包括有电子延迟时间控制系统，包括有多路脉冲信号延迟器，其信号输出端通过电缆线分别与脉冲阀控制器、脉冲激光器电源、光谱仪以及示波器触发端连接。
【文档编号】G01N27/64GK104237175SQ201410429251
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】张大成, 马新文, 李斌 申请人:中国科学院近代物理研究所