專(zhuān)利名稱(chēng)：顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微拉曼光譜儀測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
拉曼光譜是一項(xiàng)重要的現(xiàn)代光譜技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于物理、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、石油化工等領(lǐng)域，是研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有力工具。拉曼光譜測(cè)試具有樣品需求量少、樣品損傷小、制樣簡(jiǎn)單、可利用顯微光路系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)檢測(cè)等特點(diǎn)，日益受到科研工作者的重視。利用激光良好的偏振特性分析被研究對(duì)象在各種入射光與散射光偏振方向組合構(gòu)形下的拉曼散射特性，是顯微拉曼光譜系統(tǒng)的一個(gè)重要研究方向。目前，常用的拉曼光譜 檢測(cè)儀采用的激發(fā)光源一般采用單一的偏振光激發(fā)。由此獲得的被側(cè)樣品的拉曼光譜尚不能城根體現(xiàn)物質(zhì)內(nèi)分子結(jié)構(gòu)的微小變化。諸如晶體材料的偏振拉曼參數(shù)定量測(cè)量、纖維復(fù)合材料順向度估算、微尺度平面應(yīng)變實(shí)驗(yàn)分析等測(cè)量工作，需要在實(shí)驗(yàn)中隨時(shí)連續(xù)協(xié)同或者協(xié)異的調(diào)節(jié)入射光和散射光的偏振方向。其中連續(xù)是指能夠?qū)⑷?、散偏振方向調(diào)節(jié)到任意角度(以0-180°為周期)。協(xié)同調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)入射光和散射光是始終保持二者偏振方向一致。協(xié)異則是指始終保持入、散偏振相差一固定角度(協(xié)同是協(xié)異的一種特殊形式，即協(xié)異角度為零)。目前，各種顯微拉曼光譜儀均無(wú)法提供能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的裝置，而普遍采用入射與散射各自獨(dú)立的裝置實(shí)現(xiàn)偏振調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)中要分別通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)1//2波片來(lái)調(diào)節(jié)入射光的方向，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)檢振片方向來(lái)調(diào)節(jié)散射光的偏振方向。這樣一方面無(wú)法實(shí)現(xiàn)入、散射光偏振方向的連續(xù)調(diào)節(jié)，另一方面協(xié)同調(diào)節(jié)操作相當(dāng)繁瑣。目前，常規(guī)機(jī)械精密旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，其徑向跳動(dòng)為30-100um，無(wú)法實(shí)現(xiàn)微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)。高精度氣浮式旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，價(jià)格昂貴，體積大，無(wú)法引入顯微拉曼光譜系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置，采用原位旋轉(zhuǎn)裝置與顯微拉曼光譜儀顯微鏡協(xié)同調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)l-2um微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)，該裝置可以完全避免入射光強(qiáng)度衰減，簡(jiǎn)便而高精度的在原光路中實(shí)現(xiàn)了測(cè)試樣品偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置，包括置于顯微拉曼光譜儀顯微鏡物鏡2下方的微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置，微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置自上而下依次設(shè)置有X’ IV平移臺(tái)4、ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5和Χ/Υ平移臺(tái)6。所述的ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5為常規(guī)機(jī)械精密旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，徑向跳動(dòng)> 30um。本發(fā)明微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先采用X/Y平移臺(tái)6使ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5旋轉(zhuǎn)軸與顯微鏡光軸重合，再通過(guò)顯微鏡視野內(nèi)跟蹤觀測(cè)結(jié)合X’ IV平移臺(tái)逆向補(bǔ)償移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)。對(duì)于陶瓷類(lèi)的多晶體材料，可以鎖定晶粒，在l-2um范圍內(nèi)原位旋轉(zhuǎn)，連續(xù)調(diào)節(jié)入射光角度，實(shí)現(xiàn)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)。該裝置通過(guò)微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)樣品，連續(xù)調(diào)節(jié)入射光偏振光方向，不需要在入射光路中加入1//2波片，可以完全避免入射光的強(qiáng)度衰減。協(xié)同或協(xié)異測(cè)量時(shí)，只需要在原光路按照原入射光的方向相應(yīng)調(diào)節(jié)檢偏的方向。從而簡(jiǎn)便而高精度的在原光路中實(shí)現(xiàn)了測(cè)試樣品偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)，操作方便。
本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)I.不需要改變顯微拉曼光譜儀原光路。2.不需要在原入射光路中加入1/2波片來(lái)調(diào)節(jié)偏振光方向，可以完全避免入射光的強(qiáng)度衰減。3.實(shí)現(xiàn)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)，方便提供各種偏振構(gòu)形選擇。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為振方向協(xié)同調(diào)節(jié)測(cè)試結(jié)果圖。圖3為偏振方向協(xié)異90°調(diào)節(jié)測(cè)試結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)D1，顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置，包括置于顯微拉曼光譜儀顯微鏡物鏡2下方的微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置，微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置自上而下分別包括V IV平移臺(tái)4、ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5和Χ/Υ平移臺(tái)6，其中被測(cè)樣品(3)置于X’ /V平移臺(tái)上，ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)為常規(guī)機(jī)械精密旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，徑向跳動(dòng)> 30um，被觀測(cè)樣品3具有X/Y、V /Y’、ω ,5個(gè)自由度可調(diào)節(jié)。V IV平移臺(tái)4和Χ/Υ平移臺(tái)6均為常規(guī)機(jī)械精密位移臺(tái)。本發(fā)明工作原理如下實(shí)驗(yàn)前將被測(cè)樣品置于X’ IV平移臺(tái)后，首先進(jìn)行合軸調(diào)節(jié)，即通過(guò)調(diào)節(jié)Χ/Υ平移臺(tái)6使ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5中心與顯微拉曼光譜儀顯微鏡光軸中心重合。再通過(guò)顯微鏡觀察，將被測(cè)樣品3上觀測(cè)點(diǎn)通過(guò)Χ’/Υ’平移臺(tái)4移至光軸中心(即顯微鏡觀測(cè)中心)，再通過(guò)ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)觀測(cè)測(cè)點(diǎn)如果偏離光軸中心位置，在其離開(kāi)顯微鏡視野之前，通過(guò)X’ IV平臺(tái)5對(duì)其逆向補(bǔ)償，將其再次移至光軸中心，重復(fù)以上旋轉(zhuǎn)與X’ IV平臺(tái)逆向補(bǔ)償過(guò)程，直至旋轉(zhuǎn)到所需角度。確認(rèn)顯微拉曼光譜儀的激發(fā)光源偏振方向，轉(zhuǎn)動(dòng)檢振片方向來(lái)調(diào)節(jié)散射光I的偏振方向，使其偏振方向保持協(xié)同或協(xié)異。此時(shí)，只要采用原位旋轉(zhuǎn)裝置及以上操作方法，原位旋轉(zhuǎn)被觀測(cè)點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)顯微拉曼光譜偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)的測(cè)試。采用本發(fā)明對(duì)硝酸鋇多晶材料進(jìn)行不同偏振方向的測(cè)試。通過(guò)顯微鏡鎖定某晶粒(約4um)，采用微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置與技術(shù)對(duì)其跟蹤旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)激發(fā)光偏振方向。圖2為激發(fā)光與偏振光協(xié)同調(diào)節(jié)，激發(fā)光偏振方向連續(xù)調(diào)節(jié)至0°、45°、90°構(gòu)形下的測(cè)試結(jié)果。圖3激發(fā)光與偏振光協(xié)異調(diào)節(jié)(90° )，激發(fā)光偏振方向連續(xù)調(diào)節(jié)至0°、45°、90°構(gòu)形下的測(cè)試結(jié)果。
權(quán)利要求
1.顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括置于顯微拉曼光譜儀顯微鏡物鏡(2)下方的微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置，微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置自上而下依次設(shè)置有X’ IV平移臺(tái)(4)、Co旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(5)和X/Y平移臺(tái)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的《旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(5)為常規(guī)機(jī)械精密旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，徑向跳動(dòng)> 30um。
全文摘要
顯微拉曼光譜系統(tǒng)偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)裝置，包括置于顯微拉曼光譜儀顯微鏡物鏡下方的微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置，微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)裝置自上而下依次設(shè)置有X’/Y’平移臺(tái)、ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和X/Y平移臺(tái)，首先采用X/Y平移臺(tái)使ω旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸與顯微鏡光軸重合，再通過(guò)顯微鏡視野內(nèi)跟蹤觀測(cè)結(jié)合X’/Y’平移臺(tái)逆向補(bǔ)償移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)；本發(fā)明采用原位旋轉(zhuǎn)裝置與顯微拉曼光譜儀顯微鏡協(xié)同調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)1-2um微區(qū)原位旋轉(zhuǎn)，該裝置可以完全避免入射光強(qiáng)度衰減，簡(jiǎn)便而高精度的在原光路中實(shí)現(xiàn)了測(cè)試樣品偏振方向連續(xù)協(xié)同、協(xié)異調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)G01N21/65GK102967592SQ201210444068
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者席小慶, 傅曉建 申請(qǐng)人:清華大學(xué)