一种研究高压下样品相变的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及材料研究领域，一种研究高压下样品相变的装置，包括激光器I、分束器I、反射镜I、反射镜II、蓝宝石顶砧、样品、棱镜、透镜I、激光器II、消相差透镜组、光圈、物镜、分束器II、滤波器、摄像机、斩波器、小孔光阑、透镜II、滤光片组和探测器，通过激光加热及光学图像分析的方法来确定样品在高压条件下的融化温度，加热激光及成像激光分别以不同的光路入射到样品，并采用消色差透镜组结合小孔光阑的方法来减小光路中的色差，另外，通过对样品表面反射的散斑干涉图案进行定量的分析，能够更精确地来确定样品的融化温度，加热激光及成像激光分别以不同的光路入射到样品，使得样品的加热效率、反射光的收集效率均能得到更好的优化。

A Device for Studying Phase Change of Samples under High Pressure

【技术实现步骤摘要】
一种研究高压下样品相变的装置
本技术涉及材料研究领域，尤其是一种通过激光加热及光学图像分析的方法来确定样品在高压条件下的融化温度的一种研究高压下样品相变的装置。
技术介绍
目前研究高压下样品相变的领域中，现有技术缺陷一：现有技术中研究样品的融化过程通常有两种方法，一种方法是直接观测样品在加热前与冷却后的光学图像的变化；一种方法是在对样品加热的同时采用激光入射到加热区域，并观测样品对激光的反射而形成的散斑干涉图像的变化，这两种方法均缺少定量的表征来得到样品的实际融化温度，该方法中，现有技术通常将加热激光与成像激光以相同的光路入射到样品，因此光路中的某些参数优化会受到限制，影响装置的加热效率、光学分辨率等；现有技术缺陷二：在对样品的温度测量中，需要收集从样品表面反射的光，因此需要使得光路中的色差最小化，现有技术中采用的标准的消色差透镜效果不佳，并且在1000K以上的温度测量中会引入明显的误差，该误差取决于样品上被加热区域的尺寸，所述一种研究高压下样品相变的装置能够解决问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术装置中的加热激光及成像激光分别以不同的光路入射到样品，并采用消色差透镜组结合小孔光阑的方法来减小光路中的色差，另外，通过对样品表面反射的散斑干涉图案进行定量的分析来确定样品的融化温度。本技术所采用的技术方案是：所述一种研究高压下样品相变的装置包括激光器I、分束器I、反射镜I、反射镜II、蓝宝石顶砧、样品、棱镜、透镜I、激光器II、消相差透镜组、光圈、物镜、分束器II、滤波器、摄像机、斩波器、小孔光阑、透镜II、滤光片组和探测器，激光器I发射出的激光为加热激光，激光器II发射出的激光为成像激光，以及加热激光的入射光路、成像激光的入射光路、样品发出的热辐射路径和可见光光路，xyz为三维空间坐标系；蓝宝石顶砧包括上顶砧和下顶砧，样品位于所述上顶砧和下顶砧之间，样品是典型尺寸为直径三毫米的圆形，所述上顶砧和下顶砧均透光且能够对样品施加高压，加热激光的功率典型值为10到30瓦，激光器I、分束器I、反射镜I、反射镜II和蓝宝石顶砧组成加热激光的入射光路，激光器I发射出的激光能够用于对样品加热，激光器I发射出的加热激光被分束器1分为能量相同的两束，其中一束加热激光经过反射镜I反射后通过上顶砧入射到样品的上表面、另一束加热激光经过反射镜II反射后通过下顶砧入射到样品的下表面；激光器II、透镜I、棱镜和上顶砧组成成像激光的入射光路，激光器II发射出的激光能够用于对样品成像，成像激光的功率典型值为五毫瓦，激光器II发射出的成像激光经过透镜I后，在棱镜处发生偏向，并通过上顶砧垂直入射到样品的上表面；上顶砧、消相差透镜组、光圈、物镜、分束器II、斩波器、小孔光阑、透镜II、滤光片组和探测器组成样品发出的热辐射路径，上顶砧、消相差透镜组、光圈、物镜、分束器II、滤波器和摄像机组成样品发出的可见光光路，样品发出的光包括样品的热辐射和样品表面反射的激光，样品发出的光依次经上顶砧、消相差透镜组、光圈、物镜和分束器II，其中波长大于760nm的部分以原方向通过分束器II，继而依次通过斩波器、小孔光阑、透镜II和滤光片组后，进入探测器，用于对样品进行热辐射谱测量，能够在探测器中得到样品的热辐射谱，波长小于或等于760nm的部分被分束器II偏向后，通过滤波器进入摄像机；消相差透镜组由同轴排列的消相差透镜I和消相差透镜II组成，光从消相差透镜I入射并从消相差透镜II出射，消相差透镜I的焦距为200mm，消相差透镜II的焦距为25mm，光圈位于消相差透镜II之后，光圈的直径为4mm，消相差透镜组与光圈的组合能够基本消除色差对热辐射测量产生的影响，且光学分辨率依旧在微米量级。本技术的有益效果是：本技术装置中加热激光对样品的加热效率较高，样品表面反射光的收集效率高，光路中的色差较小，探测器记录的样品的热辐射谱的质量好，使得样品的温度测量更准确，另外，通过定量分析样品表面反射的散斑干涉图案，能够更精确地确定样品的融化温度。附图说明下面结合本技术的图形进一步说明：图1是本技术示意图。图中，1.激光器I，2.分束器I，3.反射镜I，4.反射镜II，5.蓝宝石顶砧，6.样品，7.棱镜，8.透镜I，9.激光器II，10.消相差透镜组，11.光圈，12.物镜，13.分束器II，14.滤波器，15.摄像机，16.斩波器，17.小孔光阑，18.透镜II，19.滤光片组，20.探测器。具体实施方式如图1是本技术示意图，包括激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)、蓝宝石顶砧(5)、样品(6)、棱镜(7)、透镜I(8)、激光器II(9)、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、滤波器(14)、摄像机(15)、斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)、滤光片组(19)和探测器(20)，激光器I(1)发射出的激光为加热激光，激光器II(9)发射出的激光为成像激光，以及加热激光的入射光路、成像激光的入射光路、样品发出的热辐射路径和可见光光路，xyz为三维直角坐标系；蓝宝石顶砧(5)包括上顶砧和下顶砧，样品(6)位于所述上顶砧和下顶砧之间，样品(6)是典型尺寸为直径三毫米的圆形，所述上顶砧和下顶砧均透光且能够对样品(6)施加高压，加热激光的功率典型值为10到30瓦，激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)和蓝宝石顶砧(5)组成加热激光的入射光路，激光器I(1)发射出的激光能够用于对样品(6)加热，激光器I(1)发射出的加热激光被分束器I(2)分为能量相同的两束，其中一束加热激光经过反射镜I(3)反射后通过上顶砧入射到样品(6)的上表面、另一束加热激光经过反射镜II(4)反射后通过下顶砧入射到样品(6)的下表面；激光器II(9)、透镜I(8)、棱镜(7)和上顶砧组成成像激光的入射光路，激光器II(9)发射出的激光能够用于对样品(6)成像，成像激光的功率典型值为五毫瓦，激光器II(9)发射出的成像激光经过透镜I(8)后，在棱镜(7)处发生偏向，并通过上顶砧垂直入射到样品(6)的上表面；上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)、滤光片组(19)和探测器(20)组成样品(6)发出的热辐射路径，上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、滤波器(14)和摄像机(15)组成样品(6)发出的可见光光路，样品(6)发出的光包括样品的热辐射和样品表面反射的激光，样品(6)发出的光依次经上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)和分束器II(13)，其中波长大于760nm的部分以原方向通过分束器II(13)，继而依次通过斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)和滤光片组(19)后，进入探测器(20)，用于对样品(6)进行热辐射谱测量，能够在探测器(20)中得到样品(6)的热辐射谱，波长小于或等于760nm的部分被分束器II(13)偏向后，通过滤波器(14)进入摄像机(15)；消相差透镜组(10)由同轴排列的消相差透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究高压下样品相变的装置，包括激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)、蓝宝石顶砧(5)、样品(6)、棱镜(7)、透镜I(8)、激光器II(9)、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、滤波器(14)、摄像机(15)、斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)、滤光片组(19)和探测器(20)，激光器I(1)发射出的激光为加热激光，激光器II(9)发射出的激光为成像激光，以及加热激光的入射光路、成像激光的入射光路、样品发出的热辐射路径和可见光光路，xyz为三维空间坐标系；其特征是：蓝宝石顶砧(5)包括上顶砧和下顶砧，样品(6)位于所述上顶砧和下顶砧之间，样品(6)是典型尺寸为直径三毫米的圆形，所述上顶砧和下顶砧均透光且能够对样品(6)施加高压，加热激光的功率典型值为10到30瓦，激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)和蓝宝石顶砧(5)组成加热激光的入射光路，激光器I(1)发射出的激光能够用于对样品(6)加热，激光器I(1)发射出的加热激光被分束器I(2)分为能量相同的两束，其中一束加热激光经过反射镜I(3)反射后通过上顶砧入射到样品(6)的上表面、另一束加热激光经过反射镜II(4)反射后通过下顶砧入射到样品(6)的下表面；激光器II(9)、透镜I(8)、棱镜(7)和上顶砧组成成像激光的入射光路，激光器II(9)发射出的激光能够用于对样品(6)成像，成像激光的功率典型值为五毫瓦，激光器II(9)发射出的成像激光经过透镜I(8)后，在棱镜(7)处发生偏向，并通过上顶砧垂直入射到样品(6)的上表面；上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)、滤光片组(19)和探测器(20)组成样品(6)发出的热辐射路径，上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、滤波器(14)和摄像机(15)组成样品(6)发出的可见光光路，样品(6)发出的光包括样品的热辐射和样品表面反射的激光，样品(6)发出的光依次经上顶砧、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)和分束器II(13)，其中波长大于760nm的部分以原方向通过分束器II(13)，继而依次通过斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)和滤光片组(19)后，进入探测器(20)，用于对样品(6)进行热辐射谱测量，能够在探测器(20)中得到样品(6)的热辐射谱，波长小于或等于760nm的部分被分束器II(13)偏向后，通过滤波器(14)进入摄像机(15)；消相差透镜组(10)由同轴排列的消相差透镜I和消相差透镜II组成，光从消相差透镜I入射并从消相差透镜II出射，消相差透镜I的焦距为200mm，消相差透镜II的焦距为25mm，光圈(11)位于消相差透镜II之后，光圈(11)的直径为4mm。...

【技术特征摘要】
1.一种研究高压下样品相变的装置，包括激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)、蓝宝石顶砧(5)、样品(6)、棱镜(7)、透镜I(8)、激光器II(9)、消相差透镜组(10)、光圈(11)、物镜(12)、分束器II(13)、滤波器(14)、摄像机(15)、斩波器(16)、小孔光阑(17)、透镜II(18)、滤光片组(19)和探测器(20)，激光器I(1)发射出的激光为加热激光，激光器II(9)发射出的激光为成像激光，以及加热激光的入射光路、成像激光的入射光路、样品发出的热辐射路径和可见光光路，xyz为三维空间坐标系；其特征是：蓝宝石顶砧(5)包括上顶砧和下顶砧，样品(6)位于所述上顶砧和下顶砧之间，样品(6)是典型尺寸为直径三毫米的圆形，所述上顶砧和下顶砧均透光且能够对样品(6)施加高压，加热激光的功率典型值为10到30瓦，激光器I(1)、分束器I(2)、反射镜I(3)、反射镜II(4)和蓝宝石顶砧(5)组成加热激光的入射光路，激光器I(1)发射出的激光能够用于对样品(6)加热，激光器I(1)发射出的加热激光被分束器I(2)分为能量相同的两束，其中一束加热激光经过反射镜I(3)反射后通过上顶砧入射到样品(6)的上表面、另一束加热激光经过反射镜II(4)反射后通过下顶砧入射到样品(6)的下表面；激光器II(9)、透镜I(8)、棱镜(7)和上顶砧组成成像激光的入射光路，激光器II(9)发射出的激光能够...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向平，方晓华，
申请(专利权)人：金华职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33