[發明專利]一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔

在審

• 申請號: 201610024358.7
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105548015A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 徐楊兵;候玉斌;盛志高
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/03
• 分類號: G01N21/03;G01N21/15
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，是一種空間孔徑小、距離長、高真空、極低溫環境下材料光學性質測量系統。

背景技術

現代物理實驗中，經常需要在高真空低溫環境下利用光學手段對材料的性質進行測量，例如關對聯電子材料的超快磁光學物性的測量。而且在現代物理實驗中，經常會遇到實驗操作空間孔徑小，距離遠的情況，為了實驗的順利進行，至少要考慮三點：第一點是讓光線能夠在小而長的空間中傳播，第二點是光線能到照射到品上，第三點是保證樣品物性測量所需的高真空或極低溫的實驗環境。由于上述復雜的實驗環境，市場上還沒有能滿足上述要求，并且性能可靠且結構緊湊的產品出現。

發明內容

由于以上的實際需求和現狀限制，本發明的目的是提出一種具有光學窗口保護腔體的小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，可在小孔徑、長距離及超高真空的環境中實現光學實驗操作臺的調控，從而實現材料光學物性測量；本發明不僅能使得樣品能夠處在低溫真空環境中，而且能使激光能順利照在樣品上；而光學窗口保護腔體能夠很好地保護光學窗口，從而延長了本發明的使用壽命。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：包括有自上至下依次設置的低溫樣品桿、多通道連接裝置、超高真空角度可調節裝置、超高真空XYZ三維位移平臺、上腔體、光學窗口和窗口保護腔體；所述低溫樣品桿與多通道連接裝置真空密封連接，多通道連接裝置與超高真空角度可調節裝置真空密封連接，超高真空角度可調節裝置與超高真空XYZ三維位移平臺真空密封連接，超高真空XYZ三維位移平臺與上腔體真空密封連接，上腔體與光學窗口真空密封連接，光學窗口與窗口保護腔體連接。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述光學窗口包括有高穩定性、高透過率的光學玻璃。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述上腔體的制作材料為不銹鋼、鈦或玻璃鋼。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述窗口保護腔體的制作材料為不銹鋼、鈦或玻璃鋼。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述窗口保護腔體的內壁上安裝至少一根進氣管，且該進氣管作為窗口保護氣管伸入窗口保護腔體的一端與光學窗口不接觸。稱之為近窗口端，相應地進氣管的另一端稱為遠窗口端。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述低溫樣品桿包括有低溫恒溫器和樣品臺，低溫恒溫器由冷卻裝置和加熱裝置構成。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述多通道連接裝置采用四通道連接裝置，四通道連接裝置的另兩個通道上還設有電學接口和抽真空裝置，通過電學接口與控制系統連接，電學接口還與低溫樣品桿的冷端的加熱裝置通過導線連接，通過控制系統調節導線的電流強度，實現低溫樣品桿的樣品臺附近的溫度的穩定；通過抽真空裝置的作用，實現了上腔體中的真空環境。

所述的一種小孔徑長距離光學兼容真空樣品腔，其特征在于：所述超高真空角度可調節裝置包括有調節螺母、調節螺栓、連接法蘭和波紋管，兩個連接法蘭之間夾持一根波紋管并通過三組調節螺栓、調節螺母固定。

本發明的原理是：

本發明由低溫樣品桿、超高真空角度可調節裝置、多通道連接裝置、超高真空XYZ三維位移平臺、低溫樣品桿及上腔體和光學窗口以真空密封連接的方式構成一個低溫、超高真空腔體。被測樣品安裝在所述低溫樣品桿的冷端，通過調節超高真空XYZ三維位移平臺可實現樣品所在位置的三維移動，通過調節超高真空角度可調節裝置可實現低溫樣品桿軸線與上腔體的軸線之間的夾角的調節，從而實現樣品相對窗口位置的調節。窗口保護腔體能保護光學窗口不受外界灰塵等雜物的干擾，提高測量精度，延長使用壽命。

還可以在上述窗口保護腔體的內壁上安裝至少一根進氣管，且該進氣管伸入保護腔體的一端與窗口不接觸，稱之為近窗口端，相應地進氣管的另一端稱為遠窗口端?？梢栽谶M氣管的遠窗口端輸入保護性氣體如氮氣或氦氣等。這些氣體從進氣管的近窗口端噴出，能將窗口附近的灰塵沖走，減少灰塵對實驗光源的散射，并且形成一個往窗口保護腔體底部出口流動的氣流，能完全隔絕外界灰塵等雜物對光學窗口的干擾。

本發明的優點是：

本發明設計簡單有效，結構緊湊，易于實施，且窗口保護腔體及進氣管的設計能有效的保護光學窗口不受外界灰塵等雜物的干擾，提高測量精度，延長其使用壽命。

附圖說明