CN111796410B - 一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台 - Google Patents

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Abstract

一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，属于拉曼成像实验设备领域。为了解决现有的显微拉曼成像的样品台不成保证成像范围严格处于同一焦平面影响成像效果的问题。本发明的内旋转块设置在外旋转块的凹槽内，内旋转块的圆形面突出于外旋转块的圆形面；内旋转块的圆形面中部还设有凸起的载物台；内旋转块外侧曲面上设有水平面调整刻度区，外旋转块的圆形面上设有水平面旋转角度刻度区；转角度刻度区的位置对应设有螺纹，与第一定位调解螺杆上的螺纹配合使用，用于调整外旋转块在水面上的方向；内旋转块外侧曲面上设有螺纹，与第二定位调解螺杆上的螺纹配合使用，用于调整内旋转块的载物台平面的水平度。主要用于固态样品的显微拉曼成像调节。

Description

一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台
技术领域
本发明涉及拉曼成像固态样品的旋转台。属于拉曼成像实验设备领域。
背景技术
显微拉曼成像可用于表征固体材料小范围内的二维/三维材质结构、内部应力结构。然而，显微拉曼成像时要求成像范围处于同一个成像焦平面上，但固态样品由于切割原因往往放置在样品台上后上表面往往不够水平，不能保证成像范围严格处于同一焦平面。而且，现有激光拉曼光谱成像时所使用的样品台仅能够调节样品在X、Y、Z三个轴方向上的整体偏移量，无法调节样品水平平度，特别是样品成像时最常用的上平面的水平平度。样品上平面的水平平度不够，会导致样品二维三维成像存在较大偏差，给样品的精确化结构分析带来诸多困难。此外，成像时往往需要调整样品的水平方位(即样品朝向)，但传统手动方式精度不够，很难达到想要的效果，更不能实现定量化方位改变；
发明内容
本发明是为了解决现有的显微拉曼成像的样品台不能保证成像范围严格处于同一焦平面影响成像效果的问题，以及不能调节样品水平方位的问题。现提供一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台。
一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，包括：外旋转块1、内旋转块2、第一定位调解螺杆3和第二定位调解螺杆4；
所述外旋转块为球冠体，且在圆形面上设有球冠形的凹槽，即外旋转块两侧都是曲面；
所述内旋转块为球冠体，内旋转块的外侧曲面与外旋转块的内侧曲面相吻合，内旋转块设置在外旋转块的凹槽内；内旋转块的圆形面与外旋转块的圆形面相平行，且内旋转块的圆形面突出于外旋转块的圆形面；内旋转块的圆形面中部还设有凸起的载物台，载物台可以为方形或其他形状；
外旋转块和内旋转块通过相对设置的第一连接杆14和第二连接杆15进行连接；且第一连接杆14和第二连接杆15位于一条直线上，记为旋转轴线；
内旋转块外侧曲面上设有水平面调整刻度区，且部分水平面调整刻度区位于外旋转块的上方；外旋转块的圆形面上设有水平面旋转角度刻度区；
转角度刻度区的位置对应设有螺纹，第一定位调解螺杆3上设有螺纹，第一定位调解螺杆上的螺纹与转角度刻度区位置上的螺纹配合使用，用于调整外旋转块在水面上的方向；
内旋转块外侧曲面上还设有螺纹，内旋转块外侧曲面上螺纹的螺纹牙的延伸方向为内旋转块外侧曲面的圆周方向；内旋转块外侧曲面上的螺纹与内旋转块外侧曲面上的水平面调整刻度区在内旋转块的圆形面方向上以旋转轴线为中心线对称设置；第二定位调解螺杆4上设有螺纹，第二定位调解螺杆上螺纹的螺纹牙的延伸方向为沿着第二定位调解螺杆的长度方向；第二定位调解螺杆在安装状态下的轴线与旋转轴线平行，第二定位调解螺杆4上的螺纹与内旋转块外侧曲面上上的螺纹配合使用，用于调整内旋转块的载物台平面的水平度。
进一步地，第一定位调解螺杆3和第二定位调解螺杆4的安装方式如下：
嵌套后的外旋转块和内旋转块设置在拖载台16内，第一定位调解螺杆3通过水平面锁紧螺钉座和水平面锁紧螺钉座安装螺钉设置在拖载台上，且第一定位调解螺杆能够转动；第二定位调解螺杆4通过垂直面锁紧螺钉座和垂直面锁紧螺钉座安装螺钉设置在拖载台上，且第二定位调解螺杆能够转动。
进一步地，水平面旋转角度刻度区对应的基准参照刻线设置在第一定位调解螺杆3上或者拖载台16上。
进一步地，内旋转块设置在外旋转块的凹槽内时，内旋转块和外旋转块光滑接触。
进一步地，第一定位调解螺杆的轴线对应转角度刻度区的中心位置。
进一步地，第一定位调解螺杆3的一端上设有螺纹。
进一步地，第二定位调解螺杆4的中部设有螺纹。
进一步地，外旋转为不锈钢外旋转块。
进一步地，内旋转块优选为玻璃旋转块。
本发明的有益效果为：基于本发明固态样品通过旋转台可实现水平旋转和垂直旋转，水平旋转范围-45°-+45°，水平旋转精度为0.1°，垂直旋转范围0°-15°，水平旋转精度0.05°。通过调节样品的水平和垂直角度，一方面可提高实现样品上层平面的水平度，保证拉曼成像时固态样品上层各点都在焦平面上，提升拉曼成像效果，还可以定量化精细调节样品水平朝向和方位，改善成像区域选取和设定。即便于调节固体样品在成像时的三维角度，不仅有利于实现样品上表面的水平平度与成像焦平面一致，提高成像质量；而且便于精细调节样品水平方位，改善成像范围的选取。
只要样品制作合格，本发明可以通过调整，几乎可以百分之百保证样本的成像范围严格处于同一焦平面，从而极大的提高成像效果的问题。而且利用本发明可以实现多维的调节，且操作方便，调整时间一般不会超过1分钟。
附图说明
图1为多维度旋转平台在整套拉曼成像系统设备中的安放区域；
图2为多维度旋转台剖面图；
图3为内旋转台带刻度一侧的侧视图；
图4为多维度旋转台俯视图；
具体实施方式
具体实施方式一：参照图2至图4具体说明本实施方式，
本实施方式所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，包括：外旋转块1、内旋转块2、第一定位调解螺杆3和第二定位调解螺杆4；
所述外旋转块为球冠体，且在圆形面上设有球冠形的凹槽，即外旋转块两侧都是曲面；优选地，外旋转为不锈钢外旋转块，这样既能保证使用寿命还能够保证稳定性，同时还能够保护内部的内旋转块。
所述内旋转块为球冠体，内旋转块的外侧曲面与外旋转块的内侧曲面相吻合，内旋转块设置在外旋转块的凹槽内，光滑接触，已确保两个旋转块很好的贴合度和可旋转性；内旋转块的圆形面与外旋转块的圆形面相平行，且内旋转块的圆形面突出于外旋转块的圆形面；内旋转块的圆形面中部还设有凸起的载物台，载物台可以为方形或其他形状，在一些实施例中，载物台优选为方形，内旋转块上设置的凸起载物台是为了方便安放样品和取放旋转块；优选地，内旋转块优选为玻璃旋转块，这样能够保证内旋转块和外旋转块光滑接触；
外旋转块和内旋转块在组合的状态下，通过相对设置的第一连接杆14和第二连接杆15进行连接；且第一连接杆14和第二连接杆15位于一条直线上，记为旋转轴线，保证外旋转台1和内旋转块2在水平面的方向上旋转时的一体性，且内旋转块2能够以旋转轴线为轴转动；
内旋转块外侧曲面上设有水平面调整刻度区，且部分水平面调整刻度区位于外旋转块的上方，水平面调整刻度区用于调整载物台所载样品的观察面位于水平面上后，与水平面呈一定角度；外旋转块的圆形面上设有水平面旋转角度刻度区，用于调整外旋转块(带动内旋转块)在平面上的旋转角度，以便调整内旋转块载物台所载样品的观察方向；
转角度刻度区的位置上设有螺纹，第一定位调解螺杆3上设有螺纹，优选地，第一定位调解螺杆3的一端上设有螺纹，这样能够使得第一定位调解螺杆3设置方便，且调整时不会影响其他部件工作；第一定位调解螺杆上的螺纹与转角度刻度区位置上的螺纹配合使用，用于调整外旋转块在水平面上的方向；优选地，第一定位调解螺杆的轴线对应转角度刻度区的中心位置；
内旋转块外侧曲面上还设有螺纹，内旋转块外侧曲面上螺纹的螺纹牙的延伸方向为内旋转块外侧曲面的圆周方向；内旋转块外侧曲面上的螺纹与内旋转块外侧曲面上的水平面调整刻度区在内旋转块的圆形面方向上以旋转轴线为中心线对称设置；第二定位调解螺杆4上设有螺纹，优选地，第二定位调解螺杆4的中部设有螺纹，这样能够最大程度上保证调整位置在中间，可以保证内旋转块调整的精准性；第二定位调解螺杆上螺纹的螺纹牙的延伸方向为沿着第二定位调解螺杆的长度方向；第二定位调解螺杆在安装状态下的轴线与旋转轴线平行，第二定位调解螺杆4上的螺纹与内旋转块外侧曲面上上的螺纹配合使用，用于调整内旋转块的载物台平面的水平度。
在一些实施中，第一定位调解螺杆3和第二定位调解螺杆4的安装方式如下：
嵌套后的外旋转块和内旋转块设置在拖载台16内，优选地，拖载台16为方形，由于与观察时整体的稳定性，从而提高检测的效果；第一定位调解螺杆3通过水平面锁紧螺钉座5和水平面锁紧螺钉座安装螺钉8、9设置在拖载台上，且第一定位调解螺杆能够转动(可以通过转动轴等任意现有的方式实现即可)；第二定位调解螺杆4通过垂直面锁紧螺钉座6、7和垂直面锁紧螺钉座安装螺钉10、11、12、13设置在拖载台上，且第二定位调解螺杆能够转动(可以通过转动轴等任意现有的方式实现即可)。
水平面旋转角度刻度区对应的基准参照刻线设置在第一定位调解螺杆3上或者拖载台16上，能够准确的读取水平面旋转角度刻度区对应转动角度即可。
安装方法：首先将内旋转块2放入外旋转块1的球冠形的凹槽中，对内旋转块2进行旋转，使其圆形面与外旋转块1的圆形面全平行(需要注意，两个旋转台有高度差，内旋转台部分凸出于外旋转台)，继续水平旋转，通过第一连接杆14和第二连接杆15连接旋转块1和内旋转块2，使两个旋转块实现水平角度固定；
其次，将嵌套后的外旋转块和内旋转块设置在拖载台16内，让外旋转块上的水平面旋转角度刻度区中心位置对准第一定位调解螺杆3在安装时的轴线位置，安装第一定位调解螺杆3，并通过水平面锁紧螺钉座5和水平面锁紧螺钉座安装螺钉8、9对其进行固定；
再次，将第二定位调解螺杆4有螺纹区的中心与旋转台2有螺纹区中心配合在一起，使得螺纹相扣，用垂直面锁紧螺钉座6、7和垂直面锁紧螺钉座安装螺钉10、11、12、13将第二定位调解螺杆4进行固定；到此，旋转台即安装完成。
需要注意，优选地在安装时第一定位调解螺杆3和第二定位调解螺杆4需要提前置0。
实际使用方法：使用时，首先将固体样品放置在旋转块中心凸起的载物台上，可以通过胶水或其他方式对样品进行固定；其次，将整个旋转台放置在拉曼成像平台中心的安置区，如图1所示，使得样本中心处于物镜正下方，通过目镜调节高度，使得样品上表面清晰(此时高低仍不一致)；然后，通过目镜观察，调节第二定位调解螺杆4，使得样品上平面清晰度一致，即成像平面与目镜聚焦的焦平面完全一致；最后，通过目镜观察，并利用第一定位调解螺杆3旋转样品，达到想要的成像水平角度；至此，样品平台调节完成，可以对样品进行相应的拉曼扫描成像。
另外，本装置在显示操作器上的安装方式和安装位置非常灵活简单，应用广泛，不拘于具体实施方式所列的安装方式与位置，也不局限于拉曼成像平台，亦适应于其他需要多维度旋转定位的结构。具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，包括：外旋转块（1）、内旋转块（2）、第一定位调解螺杆（3）和第二定位调解螺杆（4）；
所述外旋转块为球冠体，且在圆形面上设有球冠形的凹槽，即外旋转块两侧都是曲面；
所述内旋转块为球冠体，内旋转块的外侧曲面与外旋转块的内侧曲面相吻合，内旋转块设置在外旋转块的凹槽内；内旋转块的圆形面与外旋转块的圆形面相平行，且内旋转块的圆形面突出于外旋转块的圆形面；内旋转块的圆形面中部还设有凸起的载物台，载物台为方形；
外旋转块和内旋转块通过相对设置的第一连接杆（14）和第二连接杆（15）进行连接；且第一连接杆（14）和第二连接杆（15）位于一条直线上，记为旋转轴线；
内旋转块外侧曲面上设有水平面调整刻度区，且部分水平面调整刻度区位于外旋转块的上方；外旋转块的圆形面上设有水平面旋转角度刻度区；
转角度刻度区的位置对应设有螺纹，第一定位调解螺杆（3）上设有螺纹，第一定位调解螺杆上的螺纹与转角度刻度区位置上的螺纹配合使用，用于调整外旋转块在水面上的方向；
内旋转块外侧曲面上还设有螺纹，内旋转块外侧曲面上螺纹的螺纹牙的延伸方向为内旋转块外侧曲面的圆周方向；内旋转块外侧曲面上的螺纹与内旋转块外侧曲面上的水平面调整刻度区在内旋转块的圆形面方向上以旋转轴线为中心线对称设置；第二定位调解螺杆（4）上设有螺纹，第二定位调解螺杆上螺纹的螺纹牙的延伸方向为沿着第二定位调解螺杆的长度方向；第二定位调解螺杆在安装状态下的轴线与旋转轴线平行，第二定位调解螺杆（4）上的螺纹与内旋转块外侧曲面上的螺纹配合使用，用于调整内旋转块的载物台平面的水平度；
第一定位调解螺杆（3）和第二定位调解螺杆（4）的安装方式如下：
嵌套后的外旋转块和内旋转块设置在拖载台（16）内，第一定位调解螺杆（3）通过水平面锁紧螺钉座和水平面锁紧螺钉座安装螺钉设置在拖载台上，且第一定位调解螺杆能够转动；第二定位调解螺杆（4）通过垂直面锁紧螺钉座和垂直面锁紧螺钉座安装螺钉设置在拖载台上，且第二定位调解螺杆能够转动。
2.根据权利要求1所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，水平面旋转角度刻度区对应的基准参照刻线设置在第一定位调解螺杆（3）上或者拖载台（16）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，内旋转块设置在外旋转块的凹槽内时，内旋转块和外旋转块光滑接触。
4.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，第一定位调解螺杆的轴线对应转角度刻度区的中心位置。
5.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，第一定位调解螺杆（3）的一端上设有螺纹。
6.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，第二定位调解螺杆（4）的中部设有螺纹。
7.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，外旋转块为不锈钢外旋转块。
8.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，内旋转块优选为玻璃旋转块。
9.根据权利要求3所述的一种显微拉曼成像固态样品多维度精密旋转台，其特征在于，拖载台（16）为方形。
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