專利名稱：一種光學(xué)低溫恒溫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫恒溫器，具體涉及一種光學(xué)低溫恒溫器，主要適用于低溫變溫多角度光學(xué)測量的樣品支承。
背景技術(shù)：
橢圓偏振光譜技術(shù)具有快速、靈敏度高和無損測量的特點(diǎn)，是近紅外、可見和近紫外光區(qū)域研究固體材料，特別是薄膜材料的光學(xué)和介電性質(zhì)的重要實(shí)驗手段。材料隨溫度變化發(fā)生相變是材料科學(xué)的一個重要組成部分。掌握固體材料特別是磁性材料的低溫特性，對理解其微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的相關(guān)性是至關(guān)重要的。當(dāng)前具有巨磁電阻效應(yīng)的磁性薄膜材料的相變是材料研究領(lǐng)域的一個前沿?zé)狳c(diǎn)。因此，在磁性材料這個重要的研究領(lǐng)域內(nèi)，就向橢圓偏振光譜技術(shù)的應(yīng)用提出了一個基本要求橢圓偏振光譜的測量必須是可改變溫度的。不僅在磁性材料領(lǐng)域，可以預(yù)期，變溫特別是低溫的橢圓偏振術(shù)在凝聚態(tài)物理的各個領(lǐng)域的應(yīng)用也將導(dǎo)致許多新的重要的發(fā)現(xiàn)。橢圓偏振術(shù)已從二十世紀(jì)七十年代的消光型為主發(fā)展到近代的光度型為主。這應(yīng)歸功于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。雖然光度型橢圓偏振光譜儀已可用于固體微觀電子結(jié)構(gòu)的研究和超薄層膜生長的實(shí)時在線觀測，但現(xiàn)有技術(shù)還沒有低溫橢圓偏振光譜測量的報道，也沒有專門用于低溫變溫多角度光學(xué)測量的樣品支承裝置?，F(xiàn)有技術(shù)橢圓偏振光譜儀的樣品支承裝置包括一個可調(diào)節(jié)空間位置的支柱，支柱上設(shè)有用于固定樣品的樣品架。然而現(xiàn)有技術(shù)樣品支承裝置不能滿足在低溫變溫條件下對材料進(jìn)行橢圓偏振光譜的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種光學(xué)低溫恒溫器，可以用于低溫變溫條件下光學(xué)測量的樣品支承，尤其是在光度型橢圓偏振光譜儀工作過程中，在多個不同的入射角方向上把線偏振光投射到樣品上進(jìn)行測量時，可保證在不同的入射角方向上，入射的線偏振光和反射的橢圓偏振光透過低溫恒溫器的窗口時均不產(chǎn)生相移。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種光學(xué)低溫恒溫器，包括可旋轉(zhuǎn)的支柱和設(shè)在支柱上用于固定樣品的樣品架，其特征在于，所述低溫恒溫器還包括樣品室和向樣品室提供冷源的制冷裝置，在所述樣品室的壁上設(shè)有相對位置可調(diào)節(jié)的由透明材料制成的光線的入射窗和出射窗，所述樣品架設(shè)在樣品室內(nèi)。使用光度型橢圓偏振光譜儀測定時，待測定的材料樣品固定在樣品架上，制冷裝置提供的冷源使樣品所處的樣品室達(dá)到需要的溫度，可通過轉(zhuǎn)動支柱來調(diào)節(jié)入射光與樣品的夾角，即入射角，當(dāng)每次從一定的入射角方向上把線偏振光投射到樣品上時，可調(diào)節(jié)樣品室壁上的入射窗和出射窗的相對位置以避免光線發(fā)生相移。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明光學(xué)低溫恒溫器，由于具有制冷裝置及相對位置可調(diào)節(jié)的入射窗和出射窗結(jié)構(gòu)，可以用于低溫變溫條件下光學(xué)測量的樣品支承，尤其是在光度型橢圓偏振光譜儀工作過程中，在多個不同的入射角方向上把線偏振光投射到樣品上進(jìn)行測量時，可保證在不同的入射角方向上，入射的線偏振光和反射的橢圓偏振光透過低溫恒溫器的窗口時分別與兩個窗口的透明材料表面垂直，均不產(chǎn)生相移。


圖1是本發(fā)明光學(xué)低溫恒溫器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，一種光學(xué)低溫恒溫器，包括可旋轉(zhuǎn)的支柱1和設(shè)在支柱1上用于固定樣品的樣品架4，低溫恒溫器還包括樣品室3和向樣品室3提供冷源的制冷裝置，在樣品室3的壁上設(shè)有相對位置可調(diào)節(jié)的由石英材料制成的光線的入射窗2和出射窗5，樣品架4設(shè)在樣品室3內(nèi)。使用光度型橢圓偏振光譜儀測定時，待測定的材料樣品固定在樣品架上，制冷裝置提供的冷源使樣品所處的樣品室達(dá)到需要的溫度，每次從一定的入射角方向上把線偏振光投射到樣品上時，可調(diào)節(jié)樣品室壁上的入射窗和出射窗的相對位置以避免光線發(fā)生相移。
上述入射窗2和出射窗5相對位置移動可以這樣的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，樣品室3由一個雙層同心圓筒構(gòu)成，內(nèi)層圓筒壁可沿外層圓筒壁轉(zhuǎn)動，入射窗2設(shè)在外層的圓筒壁上，出射窗5設(shè)在內(nèi)層圓筒壁上。
為了獲得更好的技術(shù)效果，上述光學(xué)低溫恒溫器，制冷裝置可以為低溫液體制冷器，所述低溫液體制冷器包括內(nèi)膽11、外膽8、與內(nèi)膽11相通的輸入管9和排氣管10，在內(nèi)膽11底部設(shè)有與樣品架4相接的控溫室6，在控溫室6內(nèi)設(shè)有活塞7，在活塞7上設(shè)有活塞桿12，在所述活塞7與控溫室6的壁之間有隨活塞7上下移動能調(diào)節(jié)液體或氣體流量的間隙；在控溫室6上設(shè)有電熱絲13。應(yīng)用時，可向內(nèi)膽11中輸入液態(tài)氮或液態(tài)氦等致冷物質(zhì)，調(diào)節(jié)活塞7以控制向控溫室6輸入致冷物質(zhì)的流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)樣品室3的溫度，這就可以使樣品室3在低于300K以下溫度范圍調(diào)節(jié)溫度并恒溫；同時也可使用電熱絲13以更加主動有效地調(diào)節(jié)樣品室3的溫度。
上述制冷裝置還可以是固體制冷器或封閉循環(huán)冷頭制冷器，制冷器的冷頭與樣品架4連接，總之，制冷裝置無論是何種制冷器，只要能使樣品室致冷即可。
上述恒溫器還可包括調(diào)節(jié)樣品架4位置調(diào)位器15，調(diào)位器15設(shè)在一支架上，恒溫器的其他部分整體懸掛在調(diào)位器15下。這樣可以根據(jù)測定的需要較大范圍地調(diào)節(jié)樣品架的位置，調(diào)位器15可在多個方向上調(diào)節(jié)樣品架的位置。調(diào)位器15可以是珠海德吉儀器有限公司生產(chǎn)的型號為RAP-I的光度型橢圓偏振光譜儀所配的樣品架調(diào)位器。
上述光學(xué)低溫恒溫器，可將內(nèi)膽11與樣品架4及支柱1連為一體，在內(nèi)膽11上設(shè)有手輪14，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪14時，內(nèi)膽11和樣品架4及支柱1可繞雙層同心圓筒樣品室的軸線旋轉(zhuǎn)。這樣才可在改變?nèi)肷涔獾娜肷浣菚r，保證入射光在樣品上的位置盡可能小的變化，以提高測定值的可比性。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)低溫恒溫器，包括可旋轉(zhuǎn)的支柱(1)和設(shè)在支柱(1)上用于固定樣品的樣品架(4)，其特征在于，所述低溫恒溫器還包括樣品室(3)和向樣品室(3)提供冷源的制冷裝置，在所述樣品室(3)的壁上設(shè)有相對位置可調(diào)節(jié)的由透明材料制成的光線的入射窗(2)和出射窗(5)，所述樣品架(4)設(shè)在樣品室(3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述樣品室(3)由一個雙層同心圓筒構(gòu)成，內(nèi)層圓筒壁可沿外層圓筒壁轉(zhuǎn)動，入射窗(2)設(shè)在外層的圓筒壁上，出射窗(5)設(shè)在內(nèi)層圓筒壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述制冷裝置為低溫液體制冷器，所述低溫液體制冷器包括內(nèi)膽(11)、外膽(8)、與內(nèi)膽(11)相通的輸入管(9)和排氣管(10)，在內(nèi)膽(11)底部設(shè)有與樣品架(4)相接的控溫室(6)，在控溫室(6)內(nèi)設(shè)有活塞(7)，在活塞(7)上設(shè)有活塞桿(12)，在所述活塞(7)與控溫室(6)的壁之間有隨活塞(7)上下移動能調(diào)節(jié)液體或氣體流量的間隙；在控溫室(6)上設(shè)有電熱絲(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述制冷裝置為固體制冷器，制冷器的冷頭與樣品架(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述制冷裝置為封閉循環(huán)冷頭制冷器，所述制冷器的冷頭與樣品架(4)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述恒溫器還包括調(diào)位器(15)，所述調(diào)位器(15)設(shè)在一支架上，恒溫器的其他部分整體懸掛在調(diào)位器(15)下。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述光學(xué)低溫恒溫器，其特征在于，所述內(nèi)膽(11)與樣品架(4)及支柱(1)連為一體，在所述內(nèi)膽(11)上設(shè)有手輪(14)，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪(14)時，內(nèi)膽(11)和樣品架(4)及支柱(1)可繞雙層同心圓筒樣品室的軸線旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)低溫恒溫器，用于低溫變溫多角度光學(xué)測量的樣品支承，包括可旋轉(zhuǎn)的支柱(1)和設(shè)在支柱(1)上用于固定樣品的樣品架(4)，其特征在于，所述低溫恒溫器還包括樣品室(3)和向樣品室(3)提供冷源的制冷裝置，在所述樣品室(3)的壁上設(shè)有相對位置可調(diào)節(jié)的由透明材料制成的光線的入射窗(2)和出射窗(5)，所述樣品架(4)設(shè)在樣品室(3)內(nèi)。該恒溫器由于具有制冷裝置及相對位置可調(diào)節(jié)的入射窗和出射窗結(jié)構(gòu)，可以用于低溫變溫條件下光學(xué)測量的樣品支承，也可保證在不同的入射角方向上，入射光和反射光透過低溫恒溫器的窗口時分別與兩個窗口的透明材料表面垂直，均不產(chǎn)生相移。
文檔編號G01N21/17GK1696657SQ20041002719
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者舒啟清, 柳文軍, 馬曉翠, 金書林 申請人:深圳大學(xué)