CN214539338U - 一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，包括固定样品的中空置物板和镜头座，中空置物板上连接有二维水平调节装置，镜头座置于中空置物板下部并设置有实现光学镜头与中空置物板之间距离调节的竖直升降装置；二维水平调节装置包括X轴调节装置和Y轴调节装置，X轴调节装置实现中空置物板在X轴方向上移动，Y轴调节装置实现中空置物板和X轴调节装置整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动；本量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，结构紧凑、安装方便、加工工艺简单，全自动化调节，调节便捷，位置精确，最大限度的消除了调节中各个部件之间的运动间隙，可以实现高放大倍数下的样品区域寻找，亦可实现光学镜头对样品的调焦。
Description
技术领域
本实用新型属于量子钻石单自旋谱仪领域，更具体的说涉及一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台。
背景技术
量子钻石单自旋谱仪(ODMR)是一台基于NV色心的以自旋磁共振为原理的量子实验平台，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮-空位(NV色心)发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态，自旋量子相干时间长，量子操控能力强大，量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。带有负电的NV色心具有优良的量子特性，当施加532nm的绿色激光，电子从基态跃迁到激发态，从激发态衰减到基态的过程中，会发出红色荧光。ms＝0态的荧光强度比较强，而ms＝±1态发出的荧光比较弱，可以通过荧光强度区分自旋状态。
在量子钻石单自旋谱仪设备的组成部件中，测试样品的位移台精度要求高，采用二级位移台调控，即先通过微米级别位移台粗调，再通过精度高的纳米位移台精调，要求能进行稳定的高精度的位置操控。同时需满足Z轴方向的镜头位置调控。现有技术中，微米级别位移台在调节时，往往会出现调节间隙和较大的误差，调节精度低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，即上述的测试样品的位移台中的微米级别位移台，结构紧凑、安装方便、加工工艺简单，全自动化调节，调节便捷，位置精确，最大限度的消除了调节中各个部件之间的运动间隙，可以实现高放大倍数下的样品区域寻找，亦可实现光学镜头对样品的调焦。
本实用新型技术方案一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，包括固定样品的中空置物板和安装朝向样品的光学镜头的镜头座，所述中空置物板上连接有实现所述中空置物板在水平方向上位置调节的二维水平调节装置，所述镜头座置于中空置物板下部并设置有实现光学镜头与中空置物板之间距离调节的竖直升降装置；
所述二维水平调节装置包括X轴调节装置和Y轴调节装置，所述X轴调节装置实现中空置物板在X轴方向上移动，所述Y轴调节装置实现中空置物板和X轴调节装置整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动。
优选地，所述中空置物板下部设置一具有底座和中空支撑板的支撑平台，所述X轴调节装置和Y轴调节装置均安装在所述中空支撑板的上表面上，所述镜头座和竖直升降装置均置于底座上并与支撑平台连接为整体；所述支撑平台四周分别设置有过线侧板。
优选地，所述中空支撑板上表面上设置有一中空的下板，所述X轴调节装置包括轴线与X轴方向平行的X轴直线电机和由所述X轴直线电机推动的移动块，所述X轴直线电机通过X轴电机夹头与所述下板固定，所述移动块置于所述X轴直线电机端部并与所述中空置物板底面固定。
优选地，所述中空置物板的底面上设置有两轴线与X轴平行的X轴滑槽，所述X轴滑槽内设置有X轴滑块，所述X轴滑块与所述下板固定。
优选地，所述下板与所述中空置物板之间连接有X轴拉伸弹簧，所述X轴拉伸弹簧设置在下板远离所述X轴直线电机的侧面且伸缩方向投影与X轴平行。
优选地，所述Y轴调节装置包括轴线与Y轴方向平行的Y轴直线电机、固定块以及Y轴电机夹头，所述Y轴电机夹头设置在Y轴直线电机端部并将Y轴直线电机固定在所述下板上，所述固定块置于所述Y轴电机夹头外侧并与所述中空支撑板固定。
优选地，所述下板的上表面上固定有上板，所述上板底面上固定有两轴线与Y轴平行的Y轴滑槽，所述Y轴滑槽内设置有Y轴滑块，所述Y轴滑块与所述中空支撑板固定。
优选地，所述上板与所述中空支撑板之间连接有Y轴拉伸弹簧，所述Y轴拉伸弹簧设置在上板远离所述Y轴直线电机的侧面且伸缩方向投影与Y轴平行。
优选地，所述镜头座包括与所述底座固定的呈竖直方向的Z轴固定座、置于Z轴固定座侧面的Z轴移位台和与所述Z轴移位台固定的光学镜头安装座；所述竖直升降装置包括轴线呈竖直状态的Z轴直线电机，所述Z轴直线电机与所述Z轴固定座固定并带动Z轴移位台做上下升降运动。
本技术方案的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台的有益效果是：
1、二维水平调节装置具有相互垂直的X轴调节装置和Y轴调节装置，X轴调节装置实现中空置物板在X轴方向上移动，Y轴调节装置实现中空置物板和X轴调节装置整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动，消除了在X、Y轴方向上位置调节中出现的调节间隙和大误差的问题，提高了调节精度，调节后位置精确，可以实现高放大倍数下的样品区域寻找。
2、镜头座置于中空置物板下部并设置有实现光学镜头与中空置物板之间距离调节的竖直升降装置，实现光学镜头与测试样品之间距离的调节，实现镜头对样品的调焦。
3、本微米位移台结构紧凑、安装方便、加工工艺简单，全自动化调节，调节便捷。
附图说明
图1为本技术方案的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台结构示意图，
图2为本技术方案的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台内部结构图，
图3为X轴调节装置和Y轴调节装置结构示意图，
图4为镜头座和竖直升降装置结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。
如图1和图2所示，本实用新型技术方案一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，包括固定样品的中空置物板1和安装朝向样品的光学镜头的镜头座9，中空置物板1上连接有实现中空置物板1在水平方向上位置调节的二维水平调节装置，镜头座9置于中空置物板1下部并设置有实现光学镜头与中空置物板1之间距离调节的竖直升降装置。
如图1和图2所示，二维水平调节装置包括X轴调节装置5和Y轴调节装置7。X轴调节装置5实现中空置物板1在X轴方向上移动，Y轴调节装置7实现中空置物板1和X轴调节装置5整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动。二维水平调节装置具有相互垂直的X轴调节装置5和Y轴调节装置7，X轴调节装置5实现中空置物板1在X轴方向上移动，Y轴调节装置7实现中空置物板1和X轴调节装置5整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动，消除了在X、Y轴方向上位置调节中出现的调节间隙和大误差的问题，提高了调节精度，调节后位置精确，可以实现高放大倍数下的样品区域寻找。
如图2和图3所示，中空置物板1下部设置一具有底座31和中空支撑板32的支撑平台3。X轴调节装置5和Y轴调节装置7均安装在中空支撑板32的上表面上，镜头座9和竖直升降装置均置于底座31上并与支撑平台3连接为整体，结构紧凑，安装方便、加工工艺简单，全自动化调节，调节便捷。支撑平台3四周分别设置有过线侧板，便于过线。
如图2和图3所示，中空支撑板32上表面上设置有一中空的下板54，X轴调节装置5包括轴线与X轴方向平行的X轴直线电机51和由X轴直线电机51推动的移动块53，X轴直线电机51通过X轴电机夹头52与下板54固定。移动块53置于X轴直线电机51端部并与中空置物板1底面固定。X轴直线电机51工作，X轴直线电机51的电机轴伸出推动移动块53，移动块53带动中空置物板1沿X轴方向移动。在X轴方向上调节时，X轴直线电机51与下板54置于中空支撑板32的上表面上并保持不动。
如图2和图3所示，中空置物板1的底面上设置有两轴线与X轴平行的X轴滑槽55，X轴滑槽55内设置有X轴滑块56，X轴滑块56与下板54固定。X轴滑槽55和X轴滑块56一方面实现对中空置物板1的支撑，同时为中空置物板1在X轴方向调节时提供一个导向，避免中空置物板1跑偏，提高位置调节精度。
如图2和图3所示，下板54与中空置物板1之间连接有X轴拉伸弹簧57，X轴拉伸弹簧57设置在下板54远离X轴直线电机51的侧面且伸缩方向投影与X轴平行。X轴拉伸弹簧57的设置，在中空置物板1复位或X轴反方向调节中实现复位，X轴拉伸弹簧57与Y轴拉伸弹簧77同时作用，实现对中空置物板1在调节中出现的间隙进行消除。
如图2和图3所示，Y轴调节装置7包括轴线与Y轴方向平行的Y轴直线电机71、固定块73以及Y轴电机夹头72，Y轴电机夹头72设置在Y轴直线电机71端部并将Y轴直线电机71固定在下板54上，固定块73置于Y轴电机夹头72外侧并与中空支撑板32固定。调节时，Y轴直线电机71的电机轴伸出Y轴电机夹头72并推动固定块73，然固定块73与中空支撑板32固定不动，所以，Y轴电机夹头72和Y轴直线电机71沿着Y轴向远离固定块73方向运动，此时，与下板54固定的X轴滑块56与Y轴电机夹头72和Y轴直线电机71同步运动，X轴滑块56带动X轴滑槽55和中空置物板1同步运动。
在下板54的上表面上固定有上板74，上板74底面上固定有两轴线与Y轴平行的Y轴滑槽75，Y轴滑槽75内设置有Y轴滑块76，Y轴滑块76与中空支撑板32固定。在下板54随上板74同步运动中，Y轴滑槽75沿Y轴滑块76在Y轴方向上滑动，实现对中空置物板1在Y轴方向上的运动进行导向和限制，避免中空置物板1出现偏移的问题。
如图3，上板74与中空支撑板之间连接有Y轴拉伸弹簧77，Y轴拉伸弹簧77设置在上板74远离Y轴直线电机71的侧面且伸缩方向投影与Y轴平行。Y轴拉伸弹簧77的设置，在中空置物板1复位或Y轴反方向调节中实现复位，Y轴拉伸弹簧77与X轴拉伸弹簧57同时作用，实现对中空置物板1在调节中出现的间隙进行消除。
如图2和图4所示，镜头座9包括与底座31固定的呈竖直方向的Z轴固定座91、置于Z轴固定座91侧面的Z轴移位台92和与Z轴移位台92固定的光学镜头安装座94。竖直升降装置包括轴线呈竖直状态的Z轴直线电机93，Z轴直线电机93与Z轴固定座91固定并带动Z轴移位台92做上下升降运动，Z轴直线电机93实现光学镜头安装座94相对中空置物板1上下运动，实现镜头对样品的调焦。
本实用新型技术方案在上面结合附图对实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，包括固定样品的中空置物板和安装朝向样品的光学镜头的镜头座，所述中空置物板上连接有实现所述中空置物板在水平方向上位置调节的二维水平调节装置，所述镜头座置于中空置物板下部并设置有实现光学镜头与中空置物板之间距离调节的竖直升降装置；
所述二维水平调节装置包括X轴调节装置和Y轴调节装置，所述X轴调节装置实现中空置物板在X轴方向上移动，所述Y轴调节装置实现中空置物板和X轴调节装置整体在垂直与X轴的Y轴方向上移动。
2.根据权利要求1所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述中空置物板下部设置一具有底座和中空支撑板的支撑平台，所述X轴调节装置和Y轴调节装置均安装在所述中空支撑板的上表面上，所述镜头座和竖直升降装置均置于底座上并与支撑平台连接为整体；所述支撑平台四周分别设置有过线侧板。
3.根据权利要求2所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述中空支撑板上表面上设置有一中空的下板，所述X轴调节装置包括轴线与X轴方向平行的X轴直线电机和由所述X轴直线电机推动的移动块，所述X轴直线电机通过X轴电机夹头与所述下板固定，所述移动块置于所述X轴直线电机端部并与所述中空置物板底面固定。
4.根据权利要求3所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述中空置物板的底面上设置有两轴线与X轴平行的X轴滑槽，所述X轴滑槽内设置有X轴滑块，所述X轴滑块与所述下板固定。
5.根据权利要求3所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述下板与所述中空置物板之间连接有X轴拉伸弹簧，所述X轴拉伸弹簧设置在下板远离所述X轴直线电机的侧面且伸缩方向投影与X轴平行。
6.根据权利要求3所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述Y轴调节装置包括轴线与Y轴方向平行的Y轴直线电机、固定块以及Y轴电机夹头，所述Y轴电机夹头设置在Y轴直线电机端部并将Y轴直线电机固定在所述下板上，所述固定块置于所述Y轴电机夹头外侧并与所述中空支撑板固定。
7.根据权利要求6所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述下板的上表面上固定有上板，所述上板底面上固定有两轴线与Y轴平行的Y轴滑槽，所述Y轴滑槽内设置有Y轴滑块，所述Y轴滑块与所述中空支撑板固定。
8.根据权利要求7所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述上板与所述中空支撑板之间连接有Y轴拉伸弹簧，所述Y轴拉伸弹簧设置在上板远离所述Y轴直线电机的侧面且伸缩方向投影与Y轴平行。
9.根据权利要求3所述的一种量子钻石单自旋谱仪用微米位移台，其特征在于，所述镜头座包括与底座固定的呈竖直方向的Z轴固定座、置于Z轴固定座侧面的Z轴移位台和与所述Z轴移位台固定的光学镜头安装座；所述竖直升降装置包括轴线呈竖直状态的Z轴直线电机，所述Z轴直线电机与所述Z轴固定座固定并带动Z轴移位台做上下升降运动。
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