[發(fā)明專(zhuān)利]用于低溫超導(dǎo)磁體的腔內(nèi)顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)、其測(cè)試方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110409769.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113390789A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊洋;朱恪;劉吳國(guó);林忠濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/01
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/01;G01N21/65
• 代理公司: 北京市英智偉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮;姚望舒

1.一種用于低溫超導(dǎo)磁體的腔內(nèi)顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

低溫樣品腔；

低溫超導(dǎo)磁體；

激光器，用于為樣品提供測(cè)試光源；

單色儀，用于拉曼信號(hào)的采集；

反射鏡一，用于將拉曼信號(hào)反射到槽型凹陷濾波片；

槽型凹陷濾波片，用于過(guò)濾拉曼信號(hào)中的激光；

反射鏡二，用于用于將拉曼信號(hào)反射進(jìn)入信號(hào)收集光路；

反射鏡三，用于將拉曼信號(hào)反射進(jìn)入低溫超導(dǎo)磁體；

透鏡，用于將拉曼信號(hào)匯聚到光纖中；

光纖，用于將激光器輸出的激光導(dǎo)入激發(fā)光路和將拉曼信號(hào)導(dǎo)入單色儀中；

低溫顯微物鏡，所述低溫顯微物鏡置于低溫超導(dǎo)磁體樣品腔內(nèi)部，用于將激光聚焦在樣品表面，收集拉曼信號(hào)；優(yōu)選地，所述低溫顯微物鏡的數(shù)值孔徑為0.2～0.8，優(yōu)選為0.8；和

低溫三維位移臺(tái)，用于在低溫樣品腔內(nèi)部放置樣品，并精確移動(dòng)樣品位置；

其中，低溫樣品腔中還設(shè)置有低溫腔樣品插桿，用于固定低溫顯微物鏡和低溫三維位移臺(tái)；

所述低溫的溫度≥4K。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔內(nèi)顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述經(jīng)反射鏡三反射的光束中心與所述低溫顯微物鏡的光軸一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫樣品腔插桿頂端設(shè)置有與低溫超導(dǎo)磁體樣品腔適配的真空法蘭，用于保證低溫樣品腔所需真空度；

優(yōu)選地，所述真空法蘭中心安裝有光學(xué)玻璃窗口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的腔內(nèi)顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括光學(xué)平板用于固定光學(xué)元件；

優(yōu)選地，所述光學(xué)平板帶有導(dǎo)軌。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括由電腦構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫樣品腔的工作真空度≤3.4×10²mbar。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，樣品表面與磁場(chǎng)方向、入射激光方向垂直。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述槽型凹陷濾波片的參數(shù)選擇范圍≥100cm^-1。

9.一種顯微拉曼光譜測(cè)試方法，其特征在于，所述方法使用權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，其中，所述方法包括以下步驟：

(1)激光通過(guò)光纖傳輸后，通過(guò)準(zhǔn)直器變成平行光，然后經(jīng)過(guò)反射鏡反射到槽型凹陷濾波片，然后被第二面反射鏡反射，透過(guò)樣品插桿上的光學(xué)窗口，進(jìn)入樣品腔，然后通過(guò)樣品插桿上的低溫光學(xué)物鏡匯聚到樣品表面；

(2)通過(guò)低溫位移臺(tái)調(diào)整樣品高度，實(shí)現(xiàn)聚焦激光光斑；

(3)激光從樣品激發(fā)的拉曼信號(hào)通過(guò)同一個(gè)顯微物鏡收集，然后透過(guò)樣品插桿上的光學(xué)窗口，被反射鏡反射后通過(guò)槽型凹陷濾波片，只有拉曼信號(hào)通過(guò)；

(4)拉曼信號(hào)被透鏡匯聚進(jìn)入收集光路光纖，進(jìn)入單色儀進(jìn)行光譜采集。

10.一種光譜測(cè)量?jī)x器，其特征在于，所述光譜測(cè)量?jī)x器包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的顯微拉曼光譜測(cè)試系統(tǒng)。