(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210182213.5 (22)申请日 2022.02.25 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市海珠区新港西 路135号 申请人 中国航天科工集团第二研究院 (72)发明人 朱海　王润晨　余阳城　王必成　 韦海园　朱云亮　周洁　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 禹小明 (51)Int.Cl. G01N 21/25(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种远距离自主 多物态光谱检测系统 (57)摘要 本发明公开了一种远距离自主多物态光谱 检测系统， 所述的系统包括高能量脉冲激光器、 组合透镜、 光谱分析仪； 所述的高能量脉冲激光 器， 用于产生高能量激光， 并将所述的高能量激 光对准远处的待测多物态样品， 使其产生高温等 离子态， 进而激发出多物态材料的特征信号光 波； 所述的组合透镜， 用于接收远处的待测多物 态样品在高温等离子状态下辐射的特征信号光 波， 并传输至所述光谱分析仪； 所述的光谱分析 仪， 用于对待测多物态样品辐射的特征信号光波 进行分析和鉴别。 本发明通过高能量脉冲激光器 发射的高能量激光激发位于远处的样品产生高 温等离子态， 并发出特征信号光谱， 通过组合透 镜对特征信号光谱进行一系列处理后入射到光 谱分析仪上， 实现对 多物态光谱的精细测量。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114577736 A 2022.06.03 CN 114577736 A 1.一种远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的系统包括高能量脉冲激 光器(1)、 组合透 镜、 光谱分析仪(7)； 所述的高能量脉冲激光器(1)， 用于产生高能量激光， 并将所述的高能量激光对准远处 的待测多物 态样品(2)， 使其产生高温等离 子态， 进而激发出多物 态材料的特征信号光波； 所述的组合透镜， 用于接收远处的待测多物态样品(2)在高温等离子状态下辐射的特 征信号光波， 并传输 至所述光谱分析仪(7)； 所述的光谱分析仪(7)， 用于对待测多物态样品(2)辐射的特征信号光波进行分析和鉴 别。 2.根据权利要求1所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的系统还 包括第一聚焦透 镜(8)； 所述的第一聚焦透镜(8)， 用于将所述的高能量激光进行聚焦， 将聚焦后的高能量激光 对准远处的待测多物 态样品(2)。 3.根据权利要求2所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的组合透 镜包括同一水平依次排列设置的第二聚焦透镜(3)、 焦点孔板(4)、 压缩准直聚焦透镜(5)、 第三聚焦透 镜(6)； 所述的第二聚焦透镜(3)， 用于接收所述待测多物态样品(2)在高能量激光激发下形成 的高温等离 子体辐射出的特 征信号光波； 所述的焦点孔板(4)， 用于接收所述的第二聚焦透镜(3)对所述的特征信号光波聚焦的 焦点； 所述的压缩准直聚焦透镜(5)， 用于对所述的特征信号光波经过所述的焦点孔板(4)聚 焦后， 经压缩后转换为小光斑直径的平行光束； 所述的第三聚焦透镜(6)， 用于对所述的压缩准直聚焦透镜(5)输出的平行光束进行聚 焦后输入光谱分析仪(7)。 4.根据权利要求3所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的系统还 包括 光学分束器(9)， 所述的光学分束器(9)设置在压缩准直聚焦透镜(5)与第三聚焦透镜 (6)之间， 用于 透过一部分平行光束， 同时将另一部分的平行光束反射到成像装置中； 成像装置， 用于对光学分束器(9)反射的平行光束 进行成像。 5.根据权利要求4所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的成像装 置包括成像聚焦透 镜(10)、 成像相机(1 1)； 所述的成像聚焦透 镜(10)， 用于对光学分束器(9)反射的平行光束 进行成像聚焦； 所述的成像相机(1 1)， 用于对成像聚焦后的平行光束 进行成像。 6.根据权利要求1所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的光谱分 析仪(7)通过建立多种物态光谱的数据库， 利用时钟顺序完成对特征信号光波进行自主识 别和分析， 经过发射光谱模型 的拟合完成对待测多物态样品(2)内部元素的鉴定和定量检 测。 7.根据权利要求2所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的第 一聚 焦透镜(8)采用长距离聚焦透 镜。 8.根据权利要求3所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的第 二聚权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114577736 A 2焦透镜(3)采用大孔径收集聚焦透 镜。 9.根据权利要求2所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的光谱分 析仪(7)探测波长范围覆盖20 0～1600nm。 10.根据权利要求5所述的远距离自主多物态光谱检测系统， 其特征在于： 所述的成像 相机(11)采用20 0万像素COMS成像仪， 并以IR/GR增透膜作为成像透 镜。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114577736 A 3