申请/专利权人：中国科学院上海技术物理研究所

申请日：2022-07-11

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN115295392B

主分类号：H01J49/06

分类号：H01J49/06;G01N27/64;H01J49/16;H01J49/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2022.11.22#实质审查的生效;2022.11.04#公开

摘要：本发明公开了一种激光二次选择性电离同位素质谱分析方法，该方法包括仪器初始化、LIBS初步元素分析、SLRI激光波长选择、SLRI二次电离、离子传输初聚焦、W形TOF质量分析等六个步骤。本发明的有益效果是，LIBS一次电离时，可实现元素的组成和含量初步分析；基于第一次LIBS得出的元素同位素原子能级先验知识，在二次共振电离时，可优先选择共振波长。四路SLRI的光路配置，实现紫外至红外的可调谐激光输出，离子聚焦镜和反射镜的应用可实现时空同步聚焦高分辨质量传感。

主权项：1.一种激光二次选择性电离同位素质谱分析方法，它是基于一种激光同位素质谱仪实现的，所述同位素质谱仪由控制器1、LIBS子系统34、SLRI子系统39、时序控制器4、离子传输初聚焦模块75、TOF质量分析器60组成；其特征在于所述方法包括以下步骤：1仪器初始化启动分子泵甲、分子泵乙、分子泵丙、分子泵丁、分子泵A、分子泵B，直至进样腔、离子漏斗腔、四极预杆腔、四极杆腔、八极杆腔、TOF质量分析器接近真空状态；开启脉冲电场控制器、直流电源乙、底部电场控制器、正交电场控制器、顶部电场控制器；2LIBS初步元素分析控制器发出指令，启动时序控制器，时序控制器控制开启LIBS激光器，并在一定的延时后开启光谱仪光接收信号，LIBS激光器发射的LIBS激光聚焦至样品上，产生初级电离气团，同时产生LIBS辐射光，辐射光传输进入光谱仪，转化为LIBS光谱信号，为光谱仪所接收，光谱仪将LIBS光谱信号送至控制器，控制器根据该光谱信号分析样品的元素组成；3SLRI激光波长选择控制器根据第一步得到样品的元素组成，根据同位素原子光谱参数计算这些元素的同位素所对应的最佳共振激发波长集，然后，控制器调谐四路SLRI输出波长，输出波长包括最佳激发波长集中的所有波长，时序控制器控制同时开启第一路超快泵浦激光器、第二路超快泵浦激光器、固体激光器；4SLRI二次电离四路SLRI激光汇合后，经SLRI聚集透镜、下窗口后，聚焦于LIBS子系统电离样品得到的初级电离气团，进行选择性二次共振激发，使得第一次电离不充分的粒子，尤其是同位素，得到第二次充分电离；脉冲电场控制器发出控制脉冲，瞬时提供直流电源甲的正负极电压，在样品电极与锥形电极甲之间形成脉冲加速电场，在此电场加速下，二次充分电离后的离子，沿进样轴进入离子传输初聚焦模块；5离子传输初聚焦离子进入离子传输初聚焦模块，先后经阱形离子漏斗、四极预杆、四极杆、八极杆初聚焦后，经飞行入孔进入TOF质量分析器；6W形TOF质量分析离子进入飞行入孔进入TOF质量分析器后，首先经推斥极推斥改变方向，离子聚焦镜甲聚焦进入底部离子反射镜，经底部离子反射镜反射并经离子聚焦镜乙聚焦进入顶部离子反射镜，经顶部离子反射镜反射并经离子聚焦镜丙聚焦再次进入底部离子反射镜，再经底部离子反射镜反射并经飞行轴丁聚焦进入级联MCP；级联MCP传感后，将信号送至信号处理电路，信号处理电路将离子的质量与电荷值数据送至控制器，控制器计算出样品组成元素及同位素的含量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院上海技术物理研究所 一种激光二次选择性电离同位素质谱分析方法

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