CN217878870U - 一种多功能微区光学测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能微区光学测量装置，包括底板、支撑外壳、照明及出射/入射模块、特殊光学测量功能模块和电路控制模块；所述底板上固定有支撑外壳，所述支撑外壳的顶部装配有照明及出射/入射模块，所述照明及出射/入射模块的顶部放置有特殊光学测量功能模块，所述底板的顶部左侧还固定有电路控制模块。该多功能微区光学测量装置，照明及出射/入射模块上方可以依次放置一个或多个特殊光学功能模块，每个模块可分别具有反射光谱、透射光谱、光致发光谱、荧光寿命光谱、角分辨光谱、瞬态发光谱、瞬态吸收、拉曼光谱、二次谐波、光克尔效应、磁光克尔效应、光电导等测量功能中的一种多种，不同特殊光学功能模块的位置可以互换。
Description
技术领域
本实用新型涉及微区光学测量技术领域，具体为一种多功能微区光学测量装置。
背景技术
微区光学测量装置是一类用来观测横向尺寸在几百纳米到几百微米范围内的光学测量系统。它通常由光学显微成像功能单元和特殊光学测量功能单元等部分组成。光学显微成像功能单元主要用来实时显示被测物体的光学形貌，可以通过肉眼直接观测或者通过电荷耦合器件(CCD)在计算机上显示。特殊光学测量功能单元包括双光子荧光测量单元，拉曼光谱测量、光电导、非线性光学、超快光学测量功能单元等。目前用于光学成像的设备主要包括各类光学显微镜，其中奥林巴斯和蔡司生产的光学显微镜已成功应用于各个行业。特殊光学测量功能单元一般由设备生产厂商根据用户需求定制，或者用户在商用显微镜框架上进行自主搭建。市场上应用最多的带有特殊光学测量功能单元主要有双光子荧光光谱仪和拉曼光谱仪，他们都是根据各自测量测量和光学显微成像功能单元进行了紧密集成设计，彼此不具有兼容性。
近年来，二维材料及其异质结器件的发展对微区光学测量装置的功能及性能提出了更高的要求。在测量功能方面，除了要求微区光学测量系统能够观测微米尺度大小、纳米厚度材料和器件外，同时还需具备反射光谱、透射光谱、光致发光谱、荧光寿命光谱、角分辨光谱、瞬态发光谱、瞬态吸收、拉曼光谱、二次谐波、光克尔效应、磁光克尔效应、光电导等测量功能中的一种多种。目前如果市场产品的解决方案是为每一种(或几种)测量功能单元配备独立的显微镜及相关配套测量设备。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种多功能微区光学测量装置，具备测量功能范围大、通用性好和方便加装低温测试设备的优点，解决了测量功能范围小，且无法更换，通用性较差；不具有散热功能的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能微区光学测量装置，包括底板、支撑外壳、照明及出射/入射模块、特殊光学测量功能模块和电路控制模块；
所述底板上固定有支撑外壳，所述支撑外壳的顶部装配有照明及出射/入射模块，所述照明及出射/入射模块的顶部放置有特殊光学测量功能模块，所述底板的顶部左侧还固定有电路控制模块；
所述底板上安装有样品台底座，所述样品台底座上安装有样品台，所述样品台上方可装配样品腔体，所述照明及出射/入射模块上留有通光孔，所述照明及出射/入射模块的底部固定有物镜及物镜转盘。
进一步，所述照明及出射/入射模块包括照明光源耦合模块、第一反射镜、第一分束镜、成像相机、第二反射镜、偏振元件、第二分束镜、功率调节元件、激发光源、第三反射镜和收集光耦合模块。
(三)有益效果
与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
1、该多功能微区光学测量装置，为了满足用户对微区测量功能的多样性需求，照明及出射/入射模块上方可以依次放置一个或多个特殊光学功能模块，每个模块可分别具有反射光谱、透射光谱、光致发光谱、荧光寿命光谱、角分辨光谱、瞬态发光谱、瞬态吸收、拉曼光谱、二次谐波、光克尔效应、磁光克尔效应、光电导等测量功能中的一种多种，不同特殊光学功能模块的位置可以互换。
2、该多功能微区光学测量装置，物镜及物镜转盘下方区域用于安装样品腔体，样品腔体可以是低温恒温器、高温加热器等各类腔体，样品可以安装在三维手动平移台或者电控平移台。
附图说明
图1为本实用新型光学测量装置主体结构示意图；
图2为本实用新型照明及出射/入射模块结构示意图。
图中：1底板、2支撑外壳、3物镜及物镜转盘、4照明及出射/入射模块、5特殊光学测量功能模块、6样品台底座、7样品台、8样品腔体、9电路控制模块、10通光孔、11照明光源耦合模块、12第一反射镜、13第一分束镜、14成像相机、15第二反射镜、16偏振元件、17第二分束镜、18功率调节元件、19激发光源、20第三反射镜、21收集光耦合模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实施例中的一种多功能微区光学测量装置，包括底板1、支撑外壳2、照明及出射/入射模块4、特殊光学测量功能模块5和电路控制模块9；
本实施例中的底板1上安装有样品台底座6，样品底座6可以根据需要有各类不同光机元件拼接，可以是固定支架、也可以是电控平移台支架；样品台底座6上安装有样品台7，该样品台7可以是手动二维平移台、也可以是电控二维平移台；样品台7上方可以固定各类样品腔体8，样品腔体可以是低温恒温器，也可以是高温加热器，或者其它装在样品腔体8；底板1上还固定有电路控制模块9，电流控制模块9可以用来控制二维电控平移台，旋转台等运动部件，也可以用来触发或控制其它设备工作，在照明及出射/入射模块4上留有通光孔10，用于将照明及出射/入射模块4中光路和物镜及物镜转盘3中的光路进行联结。
本实施例中的图2，是照明及出射/入射模块4内光路原理示意图，外部白光源经过照明光源耦合模块11耦合进入照明及出射/入射模块4中，经过第一反射镜12及第二反射镜15反射后进入物镜及物镜转盘3，进而入射到样品体8中放置的样品上，为样品照明；经过样品反射的白光，通过物镜及物镜转盘3，第二反射镜15，第一分束镜13后，在成像相机14中成像，将样品图像显示出来；激发光源19经过功率调节元件18进行功率优化后，再经过偏振元件16进行偏振调节，然后经过第二反射镜15入射到样品腔体8，激发样品；从样品中返回的被测信号，经过第二分束镜17和第三反射镜20，进入到收集光耦合模块21，最终耦合到测量设备中。
上述实施例的工作原理为：
(1)利用照明及出射/入射模块4中的照明光路为待测样品照明，通过成像相机14进行样品实时成像，在确定待测样品位置后，利用照明及出射/入射模4中的激发光源19激发样品工作，同时利用物镜及物镜转盘3等收集光路将待测样的信号收集并传输到测量设备中，在本多功能微区光学测量装置中，照明及出射/入射模块4是基本光路配置，是必不可少组成部分，为了满足用户对微区测量功能的多样性需求，照明及出射/入射模4上方可以依次放置一个或多个特殊光学功能模块5，每个特殊光学功能模块5可分别具有反射光谱、透射光谱、光致发光谱、荧光寿命光谱、角分辨光谱、瞬态发光谱、瞬态吸收、拉曼光谱、二次谐波、光克尔效应、磁光克尔效应、光电导等测量功能中的一种或者多种，不同特殊光学功能模块5的位置可以互换。
(2)物镜及物镜转盘3下方区域用于安装样品腔体8，样品腔体8可以是低温恒温器、高温加热器等各类腔体，样品可以安装在三维手动平移台或者电控平移台上。
实施例一
紫外微区透射谱/反射谱测量系统：在照明及出射/入射模块4中配备250-850nm紫外光源，在样品腔体8区域搭建反射及透射光谱，即可实现微区紫外透射谱及反射谱测量功能。
实施例二
微区光电导测量系统：在照明及出射/入射模块4中配备照明光源耦合模块11，在特殊光学测量功能模块5中配置激发光源19及偏振光控制光路，将样品腔体8置于三维电控平移台上，利用电路控制模块9控制平移台移动和光学信号收集，即可实现光电导扫描成像功能。
实施例三
微区拉曼测量系统：在照明及出射/入射模块4中配备照明光源耦合模块11，在特殊光学测量功能模块5中配置拉曼激发和收集光路，即可实现拉曼测量功能。
一次类推，在照明及出射/入射模块基础4上，分别配置荧光寿命光谱、角分辨光谱、瞬态发光谱、瞬态吸收、拉曼光谱、二次谐波、光克尔效应、磁光克尔效应等各类光学模块中一种或多种，即可实现对应一种或多种微区光学测量功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种多功能微区光学测量装置，包括底板(1)、支撑外壳(2)、照明及出射/入射模块(4)、特殊光学测量功能模块(5)和电路控制模块(9)，其特征在于：
所述底板(1)上固定有支撑外壳(2)，所述支撑外壳(2)的顶部装配有照明及出射/入射模块(4)，所述照明及出射/入射模块(4)的顶部放置有特殊光学测量功能模块(5)，所述底板(1)的顶部左侧还固定有电路控制模块(9)；
所述底板(1)上安装有样品台底座(6)，所述样品台底座(6)上安装有样品台(7)，所述样品台(7)上方可装配样品腔体(8)，所述照明及出射/入射模块(4)上留有通光孔(10)，所述照明及出射/入射模块(4)的底部固定有物镜及物镜转盘(3)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能微区光学测量装置，其特征在于：所述照明及出射/入射模块(4)包括照明光源耦合模块(11)、第一反射镜(12)、第一分束镜(13)、成像相机(14)、第二反射镜(15)、偏振元件(16)、第二分束镜(17)、功率调节元件(18)、激发光源(19)、第三反射镜(20)和收集光耦合模块(21)。
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