包括二向色性光束組合器的光學(xué)發(fā)射系統(tǒng)

背景技術(shù)：
常規(guī)的光學(xué)發(fā)射光譜儀可以包括用于光譜化學(xué)分析的電感耦合等離子體(ICP)光源。一般來講，與選擇沿著垂直于ICP光源的軸線(徑向觀察)的方向發(fā)射的光相比，選擇沿著ICP光源的軸線(軸向觀察)發(fā)射的光來檢測(cè)和測(cè)量提供了增加的信號(hào)背景率并且因此提高了檢測(cè)極限。這個(gè)優(yōu)勢(shì)對(duì)于某些元素，例如砷(As)、硒(Se)、鉛(Pb)和在光譜的紫外線區(qū)域內(nèi)具有光學(xué)發(fā)射線的其他元素是特別重要的。然而，在某些情況下，選擇垂直于電感耦合等離子體源的軸線發(fā)射的光是有益的，益處在于它能實(shí)現(xiàn)更大范圍的濃度的測(cè)量并且允許光選擇位置的最優(yōu)化以最小化元素間的干擾效應(yīng)。這對(duì)于容易離子化的元素是特別重要的，例如鉀(K)、鈉(Na)、鋰(Li)和在光譜的可見光區(qū)域內(nèi)具有光學(xué)發(fā)射線的其他元素。此外，軸向觀察通常提供高敏感度和低線性度，而徑向觀察通常提供更低的敏感度和更高的線性度。已嘗試實(shí)現(xiàn)對(duì)沿著或垂直于電感耦合等離子體源的軸線發(fā)射出的光的選擇。例如，可以按照需要從沿著光源的軸線發(fā)射的光亦或與光源的軸線成直角的光選擇用于檢測(cè)和測(cè)量的光，但是不能同時(shí)選擇兩者。也就是說，在任何時(shí)候只能選擇唯一的觀察模式。因此，當(dāng)使用現(xiàn)代同時(shí)型光譜儀時(shí)，例如，有必要在各個(gè)軸向和徑向觀察模式中采取不同的(例如，在時(shí)間上分開的)措施以獲得各感興趣的元素的最佳性能。為了實(shí)現(xiàn)光的同時(shí)軸向觀察和徑向觀察，一個(gè)光譜儀必須用于軸向觀察并且另一個(gè)光譜儀必須用于徑向觀察。換句話講，常規(guī)的系統(tǒng)需要使用一個(gè)光譜儀進(jìn)行兩次分開的觀察(增加了分析時(shí)間和樣品消耗)亦或?qū)γ糠N觀察使用不同的光譜儀來兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行觀察(非常昂貴的替代方案)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一個(gè)代表性實(shí)施例中，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)包括光源和二向色性光束組合器。光源被配置為在第一方向上發(fā)射第一光并且在不同于所述第一方向的第二方向上發(fā)射第二光。二向色性光束組合器被配置為經(jīng)由第一光路接收所述第一光并且經(jīng)由第二光路接收所述第二光，以便反射一部分所述第一光進(jìn)入光檢測(cè)及測(cè)量裝置的入口孔，并且透射一部分所述第二光進(jìn)入所述入口孔，從而使所述光檢測(cè)及測(cè)量裝置能夠分析或測(cè)量第一光和第二光兩者的特性。被反射進(jìn)入所述入口孔的所述第一光的一部分主要具有第一波長范圍內(nèi)的波長，并且被透射進(jìn)入所述入口孔的所述第二光的一部分主要具有不同于第一波長范圍的第二波長范圍內(nèi)的波長。在另一個(gè)代表性實(shí)施例中，光學(xué)發(fā)射光譜儀裝置包括光學(xué)導(dǎo)向裝置、光學(xué)濾波裝置和光學(xué)組合裝置。所述光學(xué)導(dǎo)向裝置被配置為將光源在第一方向上沿著第一光路發(fā)射的第一光導(dǎo)向單個(gè)光檢測(cè)及測(cè)量裝置，并且將所述光源在不同于所述第一方向的第二方向上沿著第二光路發(fā)射的第二光導(dǎo)向同一個(gè)光檢測(cè)及測(cè)量裝置。所述光學(xué)濾波裝置被配置為同時(shí)將所述第一光和所述第二光濾波到明顯不同的波長范圍內(nèi)。所述光學(xué)組合裝置被配置為在所述單個(gè)光檢測(cè)及測(cè)量裝置之前將濾波后的第一光和第二光進(jìn)行組合。在另一個(gè)代表性實(shí)施例中，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)包括：等離子體光源，被配置為在第一方向上發(fā)射第一光并且在大體上垂直于所述第一方向的第二方向上發(fā)射第二光；多個(gè)第一鏡，用于沿著第一光路引導(dǎo)所述第一光；多個(gè)第二鏡，用于沿著第二光路引導(dǎo)所述第二光；和模式選擇器，包括對(duì)應(yīng)于所述模式選擇器的位置的模式區(qū)。所述模式選擇器是可選擇性移動(dòng)的，使得所述第一光路和所述第二光路貫穿(intersect)所述模式區(qū)之一。所述模式區(qū)包括二向色性光束組合器、鏡區(qū)和透明區(qū)。所述二向色性光束組合器被配置為反射主要在預(yù)定的第一波長范圍內(nèi)的所述第一光的波長進(jìn)入檢測(cè)器的入口孔，并且透射主要在預(yù)定的第二波長范圍內(nèi)的所述第二光的波長進(jìn)入所述入口孔，從而使得能對(duì)所述第一光和所述第二光兩者進(jìn)行分析，其中所述第二波長范圍不同于所述第一波長范圍。所述鏡區(qū)被配置為反射所述第一光的所有波長進(jìn)入所述檢測(cè)器的入口孔，并且反射所述第二光的所有波長遠(yuǎn)離所述檢測(cè)器的入口孔，從而使得能對(duì)所述第一光進(jìn)行分析。所述透明區(qū)被配置為透射所述第二光的所有波長進(jìn)入所述檢測(cè)器的入口孔，并且透射所述第一光的所有波長遠(yuǎn)離所述檢測(cè)器的入口孔，從而使得能對(duì)所述第二光進(jìn)行分析。附圖說明結(jié)合附圖，可以更好地從以下詳細(xì)描述理解說明性實(shí)施例。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，各種特征未必按比例繪制。事實(shí)上，為了清晰的論述，可以任意地增加或減少尺寸。文中盡可能使用相似的附圖標(biāo)記表示相似的構(gòu)件。圖1是根據(jù)代表性實(shí)施例的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的等軸視圖。圖2是根據(jù)代表性實(shí)施例的圖1的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的二向色性光束組合器的剖視圖。圖3是根據(jù)代表性實(shí)施例的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的等軸視圖。圖4是根據(jù)代表性實(shí)施例的圖3的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的可動(dòng)構(gòu)件的俯視平面圖，該可動(dòng)構(gòu)件包括二向色性光束組合器。圖5是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第一位置的圖3和圖4的可動(dòng)構(gòu)件的剖視圖。圖6是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第二位置的圖3和圖4的可動(dòng)構(gòu)件的剖視圖。圖7是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第三位置的圖3和圖4的可動(dòng)構(gòu)件的剖視圖。圖8圖示了根據(jù)代表性實(shí)施例指示由二向色性光束組合器取決于波長而透射的一部分光的軌跡。圖9圖示了根據(jù)代表性實(shí)施例指示由二向色性光束組合器取決于波長而反射的一部分光的軌跡。具體實(shí)施方式在以下詳細(xì)描述中，出于解釋而非限制的目的，闡述了公開具體細(xì)節(jié)的說明性實(shí)施例，以全面理解根據(jù)本教導(dǎo)的實(shí)施例。然而，對(duì)受益于本公開的人顯而易見的是，脫離本文所公開的具體細(xì)節(jié)的根據(jù)本教導(dǎo)的其他實(shí)施例也在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。而且，為清楚說明示例實(shí)施例，眾所周知的設(shè)備和方法的描述將會(huì)被省略。這些方法和設(shè)備處于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。一種光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)可以用于光譜化學(xué)分析。根據(jù)各種實(shí)施例，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)包括電感耦合等離子體光源、光學(xué)濾波器和光譜儀，或其他光檢測(cè)及測(cè)量裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，等離子體光源在沿著等離子體光源的縱向軸線的方向上發(fā)射光(軸向發(fā)射光)，并且在與沿著等離子體光源的縱向軸線的方向不同的方向上發(fā)射光(徑向發(fā)射光)。例如，可以在大體上垂直于縱向軸線的方向上發(fā)射徑向發(fā)射光。光學(xué)濾波器基于波長將軸向發(fā)射光和徑向發(fā)射光兩者的一部分導(dǎo)向光譜儀，其中每個(gè)部分包括主要在預(yù)定波長值之上或之下的范圍內(nèi)的波長。光譜儀因此能夠同時(shí)收集軸向發(fā)射光(軸向觀察)和徑向發(fā)射光(徑向觀察)。例如，光學(xué)濾波器可以僅允許主要具有比預(yù)定波長值短的波長的光進(jìn)入光譜儀以用于軸向觀察，并且可以僅允許主要具有在預(yù)定波長值之上的波長的光進(jìn)入光譜儀以用于徑向觀察。一般來講，軸向觀察的優(yōu)勢(shì)通常與在光譜的紫外線區(qū)域內(nèi)具有其最敏感發(fā)射線的元件相關(guān)聯(lián)，而徑向觀察的優(yōu)勢(shì)通常與在光譜的可見光區(qū)域內(nèi)具有其最敏感發(fā)射線的元件相關(guān)聯(lián)。如上所述，根據(jù)代表性實(shí)施例的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)的軸向觀察和徑向觀察。因此，單個(gè)光譜儀能夠同時(shí)從兩個(gè)光路接收并且測(cè)量光強(qiáng)度。圖1是根據(jù)代表性實(shí)施例的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的等軸視圖。參見圖1，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)100包括光源101，該光源101用于發(fā)射能夠由例如用于檢測(cè)并且測(cè)量光以及分析波長的光檢測(cè)及測(cè)量裝置140對(duì)波長進(jìn)行檢測(cè)并且測(cè)量的光。光源101可以是例如電感耦合等離子體光源。另外，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140可以是例如單色儀或多色儀和至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的光檢測(cè)器。來自光源101的光經(jīng)由狹縫或入口孔145進(jìn)入光檢測(cè)及測(cè)量裝置140。光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)100進(jìn)一步包括第一光路110和第二光路120。第一光路110包括第一組鏡，表示為代表性鏡111和112，第一組鏡被配置為將光源101在第一方向上發(fā)射的光(稱為第一光115)引導(dǎo)到光學(xué)濾波器上，所述光學(xué)濾波器例如是代表性二向色性光束組合器130。在所述示例中，第一光115被從光源101軸向地、即沿著縱向軸線地發(fā)射，被鏡111反射到鏡112上，并且被鏡112反射到二向色性光束組合器130上。第二光路120包括第二組鏡，表示為代表性鏡121和122，第二組鏡被配置為將等離子體光源101在大體上垂直于第一方向的第二方向上發(fā)射的光(稱為第二光125)引導(dǎo)到二向色性光束組合器130上。在所述實(shí)施例中，第二光125被從光源101徑向地發(fā)射，被鏡121反射到鏡122上，并且被鏡122反射到二向色性光束組合器130上。當(dāng)然，在不脫離本教導(dǎo)的范圍的情況下，可以變化從光源101發(fā)射的第一光115的第一方向以及從光源101發(fā)射的第二光125的第二方向。例如，第一光115的第一方向可以偏離光源101的縱向軸線一角度，而不是沿著縱向軸線。同樣地，第二光125的第二方向可以是不同于第一方向的任何方向，并且因此沒必要大體上垂直于光源101的縱向軸線和/或大體上垂直于第一光115的第一方向。在各種實(shí)施例中，在第一光路110的鏡111、112中的至少一個(gè)和在第二光路120的鏡121、122中的至少一個(gè)是可通過使用電機(jī)(例如步進(jìn)電機(jī))進(jìn)行調(diào)節(jié)的。鏡111、112以及121、122的調(diào)節(jié)使得第一光115和第二光125能分別正確地聚焦到二向色性光束組合器130和/或入口孔145上。電機(jī)可以手動(dòng)操作或自動(dòng)操作，例如，使用控制器或其他處理設(shè)備(未示出)。例如，處理設(shè)備可以通過使用軟件、固件、硬連接的邏輯電路或它們的組合由計(jì)算機(jī)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或它們的組合來實(shí)施。當(dāng)使用處理器時(shí)，可以包括存儲(chǔ)器(例如非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))以用于存儲(chǔ)可執(zhí)行的軟件/固件和/或允許其執(zhí)行各種功能的可執(zhí)行代碼。二向色性光束組合器130經(jīng)由第一光路110接收第一光115并且經(jīng)由第二光路120接收第二光125。在所述實(shí)施例中，二向色性光束組合器130被配置為僅反射一部分第一光115到光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145中，并且僅透射一部分第二光125到入口孔145中，從而使得光檢測(cè)及測(cè)量裝置140能通過使用第一光115和第二光125的對(duì)應(yīng)的部分來同時(shí)分析并且測(cè)量第一光115和第二光125兩者的特性。當(dāng)然，在可替代實(shí)施例中，在不脫離本教導(dǎo)的范圍的情況下，二向色性光束組合器130可以被配置為透射一部分第一光115并且反射一部分第二光125到光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145中。更具體地講，二向色性光束組合器130取決于波長而反射或透射一部分第一光115和第二光125。例如，二向色性光束組合器130具有相關(guān)聯(lián)的預(yù)定波長值，該預(yù)定波長值實(shí)質(zhì)上是二向色性光束組合器130主要反射的波長與主要透射的波長之間分界線。例如，二向色性光束組合器130可以反射主要具有預(yù)定波長值之下的波長的第一光115和第二光125的一部分，并且透射主要具有預(yù)定波長值之上的波長的第一光115和第二光125的一部分。在此上下文中，“主要地”是指大于光的對(duì)應(yīng)部分的總量的50％。換句話講，在此示例中，二向色性光束組合器130反射的第一光115的大于50％的部分具有預(yù)定波長值之下的波長。二向色性光束組合器130因此有效地將第一光115和第二光125濾波到明顯不同的波長范圍內(nèi)，并且將濾波后的第一光115和第二光125進(jìn)行組合以用于輸入到光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145中。預(yù)定波長值例如可以是約500納米(nm)，但是在不脫離本教導(dǎo)的范圍的情況下，可以實(shí)施其他預(yù)定波長值以便對(duì)任何特定情形提供獨(dú)特的益處或滿足專用設(shè)計(jì)需要。為了便于解釋，預(yù)定波長值之下的波長(例如，小于500nm)可以稱作第一波長范圍，并且預(yù)定波長值之上的波長(例如，大于500nm)可以稱作第二波長范圍。值得注意的是，光學(xué)濾波器也可以使用增強(qiáng)二向色性光束組合器130的濾波裝置來實(shí)施。本實(shí)施例的進(jìn)一步變化包括在第一光路110和第二光路120中分別放置的光學(xué)濾波器，以便從第一光115和第二光125中選擇本質(zhì)上不同的波長范圍，以及光束組合器，以便重新組合濾波后的第一光115和第二光125。圖2是根據(jù)代表性實(shí)施例的圖1示出的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)100的二向色性光束組合器130的剖視圖。參見圖2，二向色性光束組合器130傾斜，使得它所反射的第一光115和第二光125的一部分被導(dǎo)向亦或遠(yuǎn)離光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145。更具體的講，當(dāng)二向色性光束組合器130接收第一光115時(shí)，它將被反射部分115R反射到入口孔145中并且將被透射部分115T透射遠(yuǎn)離入口孔145(也就是說，被透射部分115T不會(huì)進(jìn)入入口孔145)。當(dāng)二向色性光束組合器130與第一光115的接收同時(shí)接收第二光125時(shí)，它將被反射部分125R反射遠(yuǎn)離入口孔145并且將被透射部分125T透射到入口孔145中。如上所述，由于二向色性光束組合器130反射主要具有預(yù)定波長值之下的波長的第一光115和第二光125的一部分，因此第一光115的被反射部分115R和第二光125的被反射部分125R具有主要在第一波長范圍內(nèi)的波長。因此，在所述示例中，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140接收具有主要在第一波長范圍內(nèi)的波長的第一光115的部分。同樣地，由于二向色性光束組合器130透射主要具有預(yù)定波長值之上的波長的第一光115和第二光125的一部分，因此第一光115的被透射部分115T和第二光125的被透射部分125T具有主要在第二波長范圍內(nèi)的波長。因此，在所述示例中，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140接收具有主要在第二波長范圍內(nèi)的波長的第二光125的一部分。換句話講，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140通常接收第一光115的較短(例如，在光譜的紫外線區(qū)域內(nèi))的波長以及第二光125的較長(例如，在光譜的可見光區(qū)域內(nèi))的波長。當(dāng)然，在可替代實(shí)施例中，在不脫離本教導(dǎo)的情況下，二向色性光束組合器130可以被配置為透射主要具有預(yù)定波長值之下的波長的第一光115和第二光125的一部分，并且反射主要具有預(yù)定波長值之上的波長的第一光115和第二光125的一部分。圖8示出了指示二向色性光束組合器130透射的光(例如第一光115和第二光125)的一部分的軌跡800(透射模型)，并且圖9示出了指示二向色性光束組合器130取決于波長而反射的光的一部分的軌跡900(反射模型)。在所述示例中，將被透射和被反射的光分開的預(yù)定波長值被假定為約500nm。參見圖8，如上所述，二向色性光束組合器130透射的光的一部分主要具有約500nm以上的波長。也就是說，二向色性光束組合器130通常透射具有比約500nm長的波長的光并且不會(huì)透射(或反射)具有比約500nm短的波長的光。在所述示例中，二向色性光束組合器130透射約75％至約90％的具有比約500nm長的波長的光，但是僅透射約0％至約10％的具有比500nm短的波長的光。參見圖9，如上所述，二向色性光束組合器130反射的光的一部分主要具有約500nm以下的波長。也就是說，二向色性光束組合器130通常反射具有比約500nm短的波長的光并且不會(huì)反射(或透射)具有比約500nm長的波長的光。在所述示例中，二向色性光束組合器130反射約70％至約95％的具有比約500nm短(并且在約200nm以上)的波長的光，但是僅反射約10％至約15％的具有比約500nm長的波長的光。除基于波長反射一部分光并且透射一部分光之外，如上所述，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的用戶可能想在多種情形下反射或透射所有波長的光。要這樣做通常需要分別用反射表面或透射表面來替換二向色性光束組合器，這樣比較耗時(shí)，否則效率就很低。圖3是根據(jù)代表性實(shí)施例的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)的等軸視圖，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)包括具有不同區(qū)以控制例如由電感耦合等離子體光源發(fā)射的光的方向性的可動(dòng)構(gòu)件。圖4是根據(jù)代表性實(shí)施例的圖3的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)中包括的可動(dòng)構(gòu)件的俯視平面圖。參見圖3和圖4，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200大體上與圖1的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)100相同，除了可動(dòng)構(gòu)件230之外。也就是說，光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200包括光源101，該光源101用于發(fā)射能夠被光檢測(cè)及測(cè)量裝置140對(duì)波長進(jìn)行檢測(cè)并且測(cè)量的光。光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200進(jìn)一步包括第一光路110和第二光路120。第一光路110包括代表性鏡111和112，鏡111和112被配置為將光源101在第一方向上發(fā)射的光(第一光115)引導(dǎo)到可動(dòng)構(gòu)件230上，并且第二光路120包括代表性鏡121和122，鏡121和122被配置為將光源101在大體上垂直于第一方向的第二方向上發(fā)射的光(第二光125)引導(dǎo)到可動(dòng)構(gòu)件230上。在所述實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件230包括三個(gè)模式區(qū)，分別對(duì)應(yīng)于可動(dòng)構(gòu)件230的第一、第二和第三位置。這三個(gè)模式區(qū)包括二向色性光束組合器231(或其他光學(xué)濾波器)、鏡區(qū)232和透明區(qū)233?？蓜?dòng)構(gòu)件230是可選擇性移動(dòng)的，使得可動(dòng)構(gòu)件230的操作將二向色性光束組合器231、鏡區(qū)232和透明區(qū)233之一放置到第一光路110和第二光路120中以分別用于接收第一光115和第二光125。在所述實(shí)施例中，可動(dòng)構(gòu)件230例如是使用輪轂及軸裝置237的可繞著軸236旋轉(zhuǎn)的模式輪。模式輪大體上為圓形形狀，并且二向色性光束組合器231、鏡區(qū)232和透明區(qū)233分別占據(jù)模式輪的大小相等的扇區(qū)(餅形區(qū)域)?？蓜?dòng)構(gòu)件230因此是在用于選擇二向色性光束組合器231的第一位置、用于選擇鏡區(qū)232的第二位置和用于選擇透明區(qū)233的第三位置之間可旋轉(zhuǎn)的。可動(dòng)構(gòu)件230的旋轉(zhuǎn)可以通過例如手動(dòng)選擇器和/或例如(步進(jìn))電機(jī)之類的可控制的旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)來實(shí)現(xiàn)。電機(jī)可以是例如使用如上所述的控制器或其他處理裝置(未示出)手動(dòng)或自動(dòng)操作的。例如，處理設(shè)備可以通過使用軟件、固件、硬連接的邏輯電路或它們的組合由計(jì)算機(jī)處理器、ASIC、FPGA或它們的組合來實(shí)施。當(dāng)使用處理器時(shí)，可以包括存儲(chǔ)器(例如非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))以用于存儲(chǔ)可執(zhí)行的軟件/固件和/或允許其執(zhí)行各種功能的可執(zhí)行代碼。當(dāng)然，在不脫離本教導(dǎo)的范圍的情況下，可動(dòng)構(gòu)件230可以具有不同的配置。例如，可動(dòng)構(gòu)件230可以包括可旋轉(zhuǎn)的模式輪，模式輪具有除圓形之外的多種形狀的任意一種和/或具有互不相同的相應(yīng)大小/形狀的扇區(qū)(或扇區(qū)間)。此外，可動(dòng)構(gòu)件230可以是不可旋轉(zhuǎn)的，但可以整合其他運(yùn)動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)二向色性光束組合器231、鏡區(qū)232或透明區(qū)233的選擇。例如，可動(dòng)構(gòu)件230可以是在第一、第二和第三位置之間的多個(gè)方向上可滑動(dòng)的，以便將二向色性光束組合器231、鏡區(qū)232和透明區(qū)233的相對(duì)應(yīng)的一個(gè)放置到第一光路110和第二光路120中。圖5是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第一位置的在圖3和圖4中示出的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200的可動(dòng)構(gòu)件230的剖視圖。參見圖5，第一位置將二向色性光束組合器231放置在第一光路110和第二光路120中。如上所述，可動(dòng)構(gòu)件230傾斜，使得二向色性光束組合器231反射的第一光115和第二光125的一部分被導(dǎo)向或遠(yuǎn)離光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145。當(dāng)二向色性光束組合器231接收第一光115時(shí)，它將被反射部分115R反射到入口孔145中并且將被透射部分115T透射遠(yuǎn)離入口孔145(也就是說，被透射部分115T不會(huì)進(jìn)入入口孔145)。當(dāng)二向色性光束組合器231與第一光115的接收同時(shí)接收第二光125時(shí)，它將被反射部分125R反射遠(yuǎn)離入口孔145并且將被透射部分125T透射到入口孔145中。如上所述，被反射部分115R和125R以及被透射部分115T和125T中的每一個(gè)是分別將第一光115和第二光125的波長與預(yù)定波長值進(jìn)行比較而確定的。圖6是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第二位置的在圖3和圖4中示出的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200的可動(dòng)構(gòu)件230的剖視圖。參見圖6，第二位置將鏡區(qū)232放置在第一光路110和第二光路120中?？蓜?dòng)構(gòu)件230傾斜，使得鏡區(qū)232反射的第一光115的一部分被導(dǎo)向光檢測(cè)及測(cè)量裝置140的入口孔145中。也就是說，當(dāng)鏡區(qū)232接收第一光115時(shí)，它將被反射部分115R反射到入口孔145中，其中被反射部分115R包括大體上第一光115的所有波長。當(dāng)鏡區(qū)232與第一光115的接收同時(shí)接收第二光125時(shí)，它將被反射部分125R反射遠(yuǎn)離入口孔145，其中被反射部分125R包括大體上第二光125的所有波長。換句話講，當(dāng)可動(dòng)構(gòu)件230處于第二位置時(shí)，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140僅經(jīng)由入口孔145接收第一光115，大體上包括所有波長。圖7是根據(jù)代表性實(shí)施例的處于第三位置的在圖3和圖4中示出的光學(xué)發(fā)射光譜儀系統(tǒng)200的可動(dòng)構(gòu)件230的剖視圖。參見圖6，第三位置將透明區(qū)233放置在第一光路110和第二光路120中。當(dāng)透明區(qū)233接收第一光115時(shí)，它將被透射部分115T透射遠(yuǎn)離入口孔145，其中被透射部分115T包括大體上第一光115的所有波長。當(dāng)透明區(qū)233與第一光115的接收同時(shí)接收第二光125時(shí)，它將被透射部分125T透射到入口孔145中，其中被透射部分125T包括大體上第二光125的所有波長。換句話講，當(dāng)可動(dòng)構(gòu)件230處于第三位置時(shí)，光檢測(cè)及測(cè)量裝置140僅經(jīng)由入口孔145接收第二光125，大體上包括所有波長。一般來講，在所述的說明性配置中，可動(dòng)構(gòu)件230中的鏡區(qū)232實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸向發(fā)射光(第一光115)的大體上整個(gè)波長范圍的測(cè)量，這允許對(duì)否則將被二向色性光束組合器(例如，光束組合器231)透射遠(yuǎn)離孔145的波長的光進(jìn)行更加敏感的檢測(cè)。由于軸向光路(第一光路110)比徑向光路(第二光路120)強(qiáng)約10至40倍，因此可以實(shí)現(xiàn)更好的檢測(cè)極限，但是當(dāng)易電離元素存在時(shí)，僅軸向測(cè)量可能受到易電離元素干擾。在所述說明性配置中，可動(dòng)構(gòu)件230中的透明區(qū)233實(shí)現(xiàn)了對(duì)徑向發(fā)射光(第二光125)的大體上整個(gè)波長范圍的測(cè)量。較低強(qiáng)度徑向光的可用性通過允許測(cè)量否則將超出軸向光測(cè)量的范圍的強(qiáng)樣品濃度而增加了測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍(當(dāng)結(jié)合軸向光測(cè)量一起使用時(shí))。由于與軸向光路相比可用光的減少，這可以導(dǎo)致更低的檢測(cè)極限。根據(jù)各種實(shí)施例，軸向(例如，沿著光源的軸線的方向)發(fā)射光的強(qiáng)度的測(cè)量以及徑向(例如，沿著大體上垂直于光源的軸線的方向)發(fā)射光的強(qiáng)度的測(cè)量是由同一個(gè)光譜儀同時(shí)完成的。相比之下，常規(guī)的系統(tǒng)使用一個(gè)光譜儀依次測(cè)量軸向發(fā)射光和徑向發(fā)射光或同時(shí)使用兩個(gè)光譜儀測(cè)量軸向發(fā)射光和徑向發(fā)射光。因此，根據(jù)各種實(shí)施例，在使用能夠同時(shí)進(jìn)行測(cè)量的單個(gè)光譜儀對(duì)需要測(cè)量軸向發(fā)射光和徑向發(fā)射光兩者的樣品進(jìn)行分析時(shí)，只需要進(jìn)行一組測(cè)量。因此，與常規(guī)的系統(tǒng)相比，可以在大約一半的時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量。盡管本文公開了具體的實(shí)施例，但是在本發(fā)明的概念和范圍內(nèi)，仍可能存在許多變形。在查看本文的說明書、附圖和權(quán)利要求書之后，這些變形可以變得更加清晰。因此，只要在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明便不受限制。