大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統，其包括：激光器，其發射激光束；大氣樣品束；凹球面反射鏡，其鏡面中心設有軸向通孔，軸向通孔具有位于凹球面反射鏡的鏡面的入口端和位于凹球面反射鏡的背面的出口端；橢球面反射鏡，其鏡面與凹球面反射鏡的鏡面同軸相向設置，橢球面反射鏡具有靠近其鏡面的第一焦點和遠離其鏡面的第二焦點，第一焦點與凹球面反射鏡的球心重合，第二焦點位于軸向通孔的出口端；以及熒光檢測器，其設置在凹球面反射鏡的背面，且位于軸向通孔的出口端附近；其中，激光束、大氣樣品束與橢球面反射鏡的光軸相互垂直相交于第一焦點。本發明專利技術采用反射式系統，適用范圍廣，并能夠提升熒光信號的收集效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種熒光檢測系統，特別涉及一種大氣活性自由基的熒光檢測系統。
技術介紹
現有的氣相熒光檢測系統中，通常采用透射式熒光收集裝置，如圖1所示，通常通過凹球面反射鏡11、透鏡組12和濾光片13來收集熒光。凹球面反射鏡11的球心位于透鏡組12的物平面上，并且氣體樣品14位于凹球面反射鏡11的球心處。激光束(圖中未示出)射向氣體樣品14從而激發氣體樣品14產生熒光信號，凹球面反射鏡11 一側的熒光信號經過凹球面反射鏡11反射后，再依次經過透鏡組12透射、濾光片13濾光后被信號檢測器(圖中未示出)接收，透鏡組12 —側的熒光信號直接由透鏡組12透射、濾光片13濾光后被信號檢測器接收。然而，使用透鏡組收集熒光信號，不同波長熒光光線的焦距不同。此種熒光收集裝置需要針對不同的熒光體系來設計光學元件(例如，檢測熒光信號時，需要針對308nm的熒光信號來設計透鏡組)，因此適用范圍較窄。此外，現有的激光誘導熒光檢測通常使用窄帶納秒激光脈沖，脈沖與大氣氣體樣品作用時間過長，大氣樣品中的臭氧等分子會光解產生次生活性物質，次生活性物質會嚴重干擾原有的活性自由基的檢測，造成檢測結果的準確度降低。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統，從而克服現有技術中熒光檢測系統的缺點，以提升熒光信號的收集效率及熒光檢測系統的適用范圍。為實現上述目的，本專利技術提供了一種大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統，其包括:激光器，其發射激光束；大氣樣品束；凹球面反射鏡，其鏡面中心設有軸向通孔，軸向通孔具有位于凹球面反射鏡的鏡面的入口端和位于凹球面反射鏡的背面的出口端；橢球面反射鏡，其鏡面與凹球面反射鏡的鏡面同軸相向設置，橢球面反射鏡具有靠近其鏡面的第一焦點和遠離其鏡面的第二焦點，第一焦點與凹球面反射鏡的球心重合，第二焦點位于軸向通孔的出口端；以及熒光檢測器，其設置在凹球面反射鏡的背面，且位于軸向通孔的出口端附近；其中，激光束、大氣樣品束與橢球面反射鏡的光軸相互垂直相交于第一焦點。優選地，上述技術方案中，激光器為飛秒脈沖激光器。優選地，上述技術方案中，激光誘導熒光檢測系統還包括:圓柱套筒，凹球面反射鏡和橢球面反射鏡分別設置在圓柱套筒的兩端，圓柱套筒開設有兩對小孔，其中一對小孔供激光束穿過，另一對小孔供大氣樣品束穿過。優選地，上述技術方案中，凹球面反射鏡和橢球面反射鏡為寬帶介電質鍍膜反射鏡。優選地，上述技術方案中，熒光檢測器為光譜儀、光電倍增管或光子計數器。優選地，上述技術方案中，激光器為摻鈦藍寶石激光器。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果:1.采用凹球面反射鏡和橢球面反射鏡組成的反射式熒光收集裝置，相比現有的透射式熒光收集裝置，適用范圍更廣，熒光信號收集效率更高，有利于極微弱熒光信號的收集，從而提升檢測結果的準確度；2.本專利技術在優選實施例中采用寬帶鍍膜反射鏡，可以用于多種大氣活性分子的激光誘導焚光檢測；3.本專利技術在優選實施例中使用飛秒超短脈沖作為激發光源，超短脈沖與大氣樣品作用時間極短，次生活性物質不會被激發，從而避免干擾原有的活性物質檢測，從而提升檢測結果的準確度；【附圖說明】圖1是現有技術中氣相熒光檢測系統中的透射式熒光收集系統示意圖。圖2是根據本專利技術的大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統的示意圖。主要附圖標記說明:11-凹球面反射鏡，12-透鏡組，13-濾光片，14-氣體樣品；20-大氣樣品束，21-凹球面反射鏡，211-軸向通孔，22-橢球面反射鏡，23-熒光檢測器。【具體實施方式】下面結合附圖，對本專利技術的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本專利技術的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。除非另有其他明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其他元件或其他組成部分。如圖2所示，根據本專利技術【具體實施方式】的一種大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統包括:激光器(圖中未示出)、大氣樣品束20、凹球面反射鏡21、橢球面反射鏡22和熒光檢測器23。凹球面反射鏡21的鏡面中心設有軸向通孔211，軸向通孔211位于凹球面反射鏡21的鏡面的一端為入口端，位于凹球面反射鏡21的背面的一端為出口端。橢球面反射鏡22的鏡面與凹球面反射鏡21的鏡面同軸相向設置，橢球面反射鏡22靠近其鏡面的焦點標記為第一焦點，遠離其鏡面的焦點標記為第二焦點，其中第一焦點與凹球面反射鏡21的球心重合，第二焦點位于軸向通孔211的出口端，即凹球面反射鏡21的背面。熒光檢測器23設置在凹球面反射鏡21的背面，且位于軸向通孔211的出口端附近，即第二焦點附近。激光束、大氣樣品束20與橢球面反射鏡22的光軸相互垂直相交于第一焦點。具體地，大氣樣品沿垂直于橢球面反射鏡22的光軸的方向噴當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大氣活性自由基的激光誘導熒光檢測系統，其特征在于，所述激光誘導熒光檢測系統包括：激光器，其發射激光束；大氣樣品束；凹球面反射鏡，其鏡面中心設有軸向通孔，所述軸向通孔具有位于所述凹球面反射鏡的鏡面的入口端和位于所述凹球面反射鏡的背面的出口端；橢球面反射鏡，其鏡面與所述凹球面反射鏡的鏡面同軸相向設置，所述橢球面反射鏡具有靠近其鏡面的第一焦點和遠離其鏡面的第二焦點，所述第一焦點與所述凹球面反射鏡的球心重合，所述第二焦點位于所述軸向通孔的出口端；以及熒光檢測器，其設置在所述凹球面反射鏡的背面，且位于所述軸向通孔的出口端附近；其中，所述激光束、所述大氣樣品束與所述橢球面反射鏡的光軸相互垂直相交于所述第一焦點。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：左澎，朱彤，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：北京;11