CN108872640B - 一种用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置，属于分析仪器技术领域。该装置由起偏模块和检偏模块组成。起偏模块包括反光镜、旋转轴、起偏镜、载物台和柔性导光束等。反光镜、下基座与旋转轴均与蓝宝石基片粘合固定在一起。起偏镜与带有刻度上基座粘合固定在一起。通过旋转上基座来调节偏振光角度。带有观察孔的载物台用于承载试样，且保证偏振光通路。检偏模块包括检偏镜、下套筒、上套筒和防滑套。本发明偏振光加载装置结构简单，造价低廉，无振动噪声，可直接替换压电力显微镜原有载物台使用，不会对压电力显微镜的测量精度造成影响。配合压电力显微镜现有的反射光学显微系统，能够实现正交偏振光显微与压电力显微的原位观测。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置，属于分析仪器技术领域。
背景技术
目前，压电力显微镜广泛应用于铁电材料的电畴结构观测。其优势在于，能够在纳米尺寸扫描得到铁电相的电畴结构(压电振幅和相位)，并能够测单点的电位移曲线。而传统的偏振光显微镜则能够快速地在微米尺度下拍摄铁电相的偏振光图像，为区分铁电体不同的畴结构提供了更为直观的光学依据。偏振光显微镜与压电力显微镜的合作将能够为铁电畴的研究提供多尺度视角。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置，以用于对于磁场控制下的复合材料的电畴翻转实验研究，将偏振光观察结果与压电力显微结果相结合，帮助研究者更为具体的推测出磁场控制下的电极化偏转和翻转路径。
本发明提出的与压电力显微镜配套的微型偏振光加载装置，由起偏模块和检偏模块组成，所述的起偏模块和检偏模块处于同一偏振光通路上；所述的起偏模块由蓝宝石基片、反光镜、下基座、旋转轴、下防滑套、上基座、起偏镜、载物台和柔性导光束组成，所述的载物台固定在蓝宝石基片上，蓝宝石基片、下基座、旋转轴、下防滑套、上基座和起偏镜同轴安装，并置于载物台下，载物台的上表面开有带有方孔，以形成起偏模块和检偏模块之间的偏振光通路；所述的旋转轴先后插入上基座和下基座内，旋转轴的底部和下基座的底部分别与蓝宝石基片粘合在一起，所述的下防滑套套在上基座上；所述的起偏镜粘合在上基座的上表面，上基座的下部带有刻度，根据该刻度旋转上基座，以调节起偏镜中偏振光的角度；所述的旋转轴、下基座和载物台在同一侧的相同位置各开有侧孔，所述的柔性导光束穿过侧孔中，柔性导光束与偏振光加载装置外部的亮度可调冷光源相连，为偏振光加载装置提供光源；所述的反光镜与蓝宝石基片呈45°角相对固定，保证反光镜的反射光垂直入射到检偏模块中的起偏镜；所述的检偏模块由检偏镜、下套筒、上套筒和上防滑套组成，所述的检偏镜、下套筒、上套筒和上防滑套同轴安装，所述的检偏镜固定在下套筒的下部，上套筒套在下套筒的上部，上套筒与压电力显微镜的反射光学观察系统相连，实现观测图像的处理，下套筒的下部带有刻度，上防滑套套在下套筒上部，方便操作时旋转下套筒来调节偏振光的角度。
本发明提出的用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置，其优点是：
本发明的偏振光加载装置，实现了材料的偏振光显微与压电力显微的原位观测，现有的最好的压电力显微镜只配备了反射光学显微镜，无法得到材料内部结构的有效信息。而铁电晶体材料的不同相结构对偏振光折射特征具有差异性，进而，人们能够通过对铁电晶体材料进行偏振光显微观察，区分相结构的种类：如[001]取向铁电单晶PMN-PT的三方相只在45°正交偏振光下消光，[001]取向铁电单晶PMN-PT的正交相只在0°正交偏振光下消光。以此为基础，可以使用压电力显微镜针对不同相结构进行扫描观测，提升人们对铁电晶体材料研究的认知深度。
本发明偏振光加载装置，结构简单，造价低廉，无振动噪声，可直接替换压电力显微镜原有载物台使用，不会对压电力显微镜的测量精度造成影响。配合压电力显微镜现有的反射光学显微系统，能够实现正交偏振光显微与压电力显微的原位观测。
附图说明
图1为本发明提出的用于压电力显微镜的微型偏振光加载装置的结构示意图。
图2为图1所示的偏振光加载装置的起偏模块的立体装配图。
图3为图1所示的偏振光加载装置的检偏模块的立体装配图。
图1-图3中，1是蓝宝石基片，2是反光镜，3是下基座，4是旋转轴，5是下防滑套，6是上基座，7是起偏镜，8是载物台，9是柔性导光束，10是检偏镜，11是下套筒，12是上套筒，13是上防滑套。
具体实施方式
本发明提出的与压电力显微镜配套的微型偏振光加载装置，其结构如图1所示，该偏振光加载装置由起偏模块和检偏模块组成，起偏模块和检偏模块处于同一偏振光通路上。
其中的起偏模块的结构如图2所示，由蓝宝石基片1、反光镜2、下基座3、旋转轴4、下防滑套5、上基座6、起偏镜7、载物台和8柔性导光束9组成。载物台8固定在蓝宝石基片1上，蓝宝石基片1、下基座3、旋转轴4、下防滑套5、上基座6和起偏镜7同轴安装，并置于载物台8下。载物台8的上表面开有方孔，以形成起偏模块和检偏模块之间的偏振光通路。旋转轴4先后插入上基座6和下基座3内，旋转轴4的底部和下基座3的底部分别与蓝宝石基片1粘合在一起，下防滑套5套在上基座6上。起偏镜7粘合在上基座6的上表面，上基座6的下部带有刻度，根据该刻度旋转上基座，以调节起偏镜中偏振光的角度。旋转轴4、下基座3和载物台8在同一侧的相同位置各开有侧孔，柔性导光束9穿过侧孔中，柔性导光束与偏振光加载装置外部的亮度可调冷光源相连，为偏振光加载装置提供光源。反光镜2与蓝宝石基片1呈45°角相对固定，保证反光镜2的反射光垂直入射到检偏模块中的起偏镜7上。
其中的检偏模块由检偏镜10、下套筒11、上套筒12和上防滑套13组成，检偏镜10、下套筒11、上套筒12和上防滑套13同轴安装，检偏镜10固定在下套筒的下部，上套筒12套在下套筒11的上部，上套筒12与压电力显微镜的反射光学观察系统相连，实现观测图像的处理，下套筒11的下部带有刻度，上防滑套套在下套筒上部，方便操作时旋转下套筒来调节偏振光的角度。
以下结合附图，详细介绍本发明偏振光加载装置的工作过程：
柔性导光束9与外部的功率可调冷光源相连，将白光传导至反光镜2；反光镜2通过镜面反射令白光垂直入射至起偏镜7；起偏镜7将白光处理为线偏振光，线偏振光与水平方向的夹角已在起偏镜粘贴在上基座时被标定出来。起偏镜7产生的线偏振光入射进放在载物台8的铁电晶体材料中。线偏振光在铁电晶体材料中发生双折射，检偏镜10接收从铁电晶体材料中发出的经双折射后的光信号。至此，完成正交偏振光下对材料的观测。检偏镜与外部的光学显微系统相连，可以方便地对材料进行不同放大倍数的观测；旋转带有刻度的上基座6，可以实现不同偏振光角度的观察实验；将检偏镜10从外部的光学显微系统中取下，可以完成单偏振光下铁电晶体材料的观察。
尽管本发明的内容已经通过上述描述做了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (1)
1.一种与压电力显微镜配套的微型偏振光加载装置，其特征在于，该偏振光加载装置由起偏模块和检偏模块组成，所述的起偏模块和检偏模块处于同一偏振光通路上；所述的起偏模块由蓝宝石基片、反光镜、下基座、旋转轴、下防滑套、上基座、起偏镜、载物台和柔性导光束组成，所述的载物台固定在蓝宝石基片上，蓝宝石基片、下基座、旋转轴、下防滑套、上基座和起偏镜同轴安装，并置于载物台下，载物台的上表面开有方孔，以形成起偏模块和检偏模块之间的偏振光通路；所述的旋转轴先后插入上基座和下基座内，旋转轴的底部和下基座的底部分别与蓝宝石基片粘合在一起，所述的下防滑套套在上基座上；所述的起偏镜粘合在上基座的上表面，上基座的下部带有刻度，根据该刻度旋转上基座，以调节起偏镜中偏振光的角度；所述的旋转轴、下基座和载物台在同一侧的相同位置各开有侧孔，所述的柔性导光束穿过侧孔中，柔性导光束与偏振光加载装置外部的亮度可调冷光源相连，为偏振光加载装置提供光源；所述的反光镜与蓝宝石基片呈45°角相对固定，保证反光镜的反射光垂直入射到起偏模块中的起偏镜；
所述的检偏模块由检偏镜、下套筒、上套筒和上防滑套组成，所述的检偏镜、下套筒、上套筒和上防滑套同轴安装，所述的检偏镜固定在下套筒的下部，上套筒套在下套筒的上部，上套筒与压电力显微镜的反射光学观察系统相连，实现观测图像的处理，下套筒的下部带有刻度，上防滑套置于下套筒上部。
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