[發明專利]一種用于金剛石壓機的多功能寬范圍光譜測量裝置

在審

• 申請號: 201911014098.5
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110887821A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 呂旭杰;郭嵩蒿;殷海瑋;洪少欣
• 申請（專利權）人: 北京高壓科學研究中心
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明

本發明涉及一種用于金剛石壓機的多功能寬范圍光譜測量裝置，包括：透射入射光源部，激光入射部，信號接收部及顯微光路部；顯微光路部包括：第一光路切換器，第二光路切換器，熒光照明設備，物鏡組，載物臺，第一反射鏡；激光入射部包括激光路由器；信號接收部包括第三光路切換器及至少一個光譜儀，信號接收部用于采集吸收光譜，反射光譜，熒光光譜及成像；第一光路切換器與信號接收部連接，第二光路切換器與激光入射部連接，第一反射鏡與透射入射光源部連接。本發明解決了現有測試裝置難以同時測量金剛石壓機內樣品在高壓下的熒光光譜，熒光成像，吸收光譜，反射光譜的技術問題，實現針對金剛石壓機內樣品的一體化原位測量。

技術領域

本發明涉及光譜測量裝置，特別是涉及用于金剛石壓機的多功能寬范圍光譜測量裝置。

背景技術

高壓是一種可控的極端條件，被廣泛應用于物質科學的研究。高壓下物質被壓縮，其物理、化學性質會發生改變，還可以形成或轉變為尚未認識的新結構和新材料。高壓技術及其原位表征為自然科學的研究提供了新的手段和可能。金剛石壓機，也叫金剛石對頂壓砧，是最常用和有效的能提供高壓環境并實現原位表征的裝置，樣品被封在由兩顆金剛石和墊片形成的密封腔內。

現有顯微光譜系統無法實現金剛石壓機下的多功能原位光譜測量，其主要問題有：金剛石壓機中存在多個界面對光的反射使測量光譜的信噪比差，難以實現準確測量；常用的透射式物鏡無法實現寬光譜的數據采集；物鏡工作距離不夠，金剛石壓機所需的最小工作距離為16mm；且無法兼顧熒光光譜，吸收光譜，反射光譜，及熒光成像時的光路設計及光譜采集。

發明內容

為克服現有技術的不足，解決現有測試裝置難以同時測量金剛石壓機中高壓環境下樣品的熒光光譜，吸收光譜，反射光譜及熒光成像的技術問題，提供一種用于金剛石壓機的多功能寬范圍光譜測量裝置，其特征在于，包括：

透射入射光源部，激光入射部，信號接收部，及顯微光路部；

所述顯微光路部包括：第一光路切換器，第二光路切換器，熒光照明器，物鏡組，載物臺，第一反射鏡；

所述激光入射部包括至少兩種波長的激光光源通道的激光路由器；

所述信號接收部包括第三光路切換器及至少一個光譜儀，所述信號接收部用于采集吸收光譜，反射光譜及熒光光譜及熒光成像；

所述第一光路切換器與信號接收部連接，所述第二光路切換器與激光入射部連接，所述第一反射鏡與透射入射光源部連接。

優選的，所述第一光路切換器包括第二反射鏡及第一分束鏡；所述第二光路切換器包括熒光濾光片組；所述第三光路切換器包括第三反射鏡及第二分束鏡。

優選的，所述物鏡組包括明暗場物鏡、反射式物鏡，紫外物鏡、可見物鏡、近紅外物鏡，以及用于切換物鏡的物鏡轉盤，用于適配明暗場物鏡及反射式物鏡的物鏡轉接件。

優選的，第一光信號經熒光照明器、物鏡組照射至載物臺的樣品，選擇所述明暗場物鏡測量可見光波段的反射光譜，選擇所述反射式物鏡測量全波段的反射光譜。

優選的，激光路由器產生的第二光信號經第三反射鏡、第二光路切換器、熒光照明器、物鏡組、照射至載物臺的樣品，通過光譜儀采集熒光光譜；所述第三反射鏡為二向色濾光片。

優選的，透射入射光源發出的第三光信號，經第一反射鏡，照射至載物臺的樣品，通過光譜儀采集樣品透射光譜，比較無樣品的空白透射光譜及樣品透射光譜獲得吸收光譜；所述物鏡組選擇第一長度紫外物鏡、第一長度可見物鏡、第一長度近紅外物鏡用于透射光譜測量，所述第一長度大于12mm。

優選的，所述第一光路切換器及所述第三光路切換器包括分束器檔及反射鏡檔；選擇所述第一光路切換器或所述第三光路切換器的分束器進行光學成像，選擇所述第一光路切換器或所述第三光路切換器的反射鏡檔進行光譜采集。