[发明专利]一种用于金刚石压机的多功能宽范围光谱测量装置

说明书

本发明涉及一种用于金刚石压机的多功能宽范围光谱测量装置，包括：透射入射光源部，激光入射部，信号接收部及显微光路部；显微光路部包括：第一光路切换器，第二光路切换器，荧光照明设备，物镜组，载物台，第一反射镜；激光入射部包括激光路由器；信号接收部包括第三光路切换器及至少一个光谱仪，信号接收部用于采集吸收光谱，反射光谱，荧光光谱及成像；第一光路切换器与信号接收部连接，第二光路切换器与激光入射部连接，第一反射镜与透射入射光源部连接。本发明解决了现有测试装置难以同时测量金刚石压机内样品在高压下的荧光光谱，荧光成像，吸收光谱，反射光谱的技术问题，实现针对金刚石压机内样品的一体化原位测量。

技术领域

本发明涉及光谱测量装置，特别是涉及用于金刚石压机的多功能宽范围光谱测量装置。

背景技术

高压是一种可控的极端条件，被广泛应用于物质科学的研究。高压下物质被压缩，其物理、化学性质会发生改变，还可以形成或转变为尚未认识的新结构和新材料。高压技术及其原位表征为自然科学的研究提供了新的手段和可能。金刚石压机，也叫金刚石对顶压砧，是最常用和有效的能提供高压环境并实现原位表征的装置，样品被封在由两颗金刚石和垫片形成的密封腔内。

现有显微光谱系统无法实现金刚石压机下的多功能原位光谱测量，其主要问题有：金刚石压机中存在多个界面对光的反射使测量光谱的信噪比差，难以实现准确测量；常用的透射式物镜无法实现宽光谱的数据采集；物镜工作距离不够，金刚石压机所需的最小工作距离为16mm；且无法兼顾荧光光谱，吸收光谱，反射光谱，及荧光成像时的光路设计及光谱采集。

发明内容

为克服现有技术的不足，解决现有测试装置难以同时测量金刚石压机中高压环境下样品的荧光光谱，吸收光谱，反射光谱及荧光成像的技术问题，提供一种用于金刚石压机的多功能宽范围光谱测量装置，其特征在于，包括：

透射入射光源部，激光入射部，信号接收部，及显微光路部；

所述显微光路部包括：第一光路切换器，第二光路切换器，荧光照明器，物镜组，载物台，第一反射镜；

所述激光入射部包括至少两种波长的激光光源通道的激光路由器；

所述信号接收部包括第三光路切换器及至少一个光谱仪，所述信号接收部用于采集吸收光谱，反射光谱及荧光光谱及荧光成像；

所述第一光路切换器与信号接收部连接，所述第二光路切换器与激光入射部连接，所述第一反射镜与透射入射光源部连接。

优选的，所述第一光路切换器包括第二反射镜及第一分束镜；所述第二光路切换器包括荧光滤光片组；所述第三光路切换器包括第三反射镜及第二分束镜。

优选的，所述物镜组包括明暗场物镜、反射式物镜，紫外物镜、可见物镜、近红外物镜，以及用于切换物镜的物镜转盘，用于适配明暗场物镜及反射式物镜的物镜转接件。

优选的，第一光信号经荧光照明器、物镜组照射至载物台的样品，选择所述明暗场物镜测量可见光波段的反射光谱，选择所述反射式物镜测量全波段的反射光谱。

优选的，激光路由器产生的第二光信号经第三反射镜、第二光路切换器、荧光照明器、物镜组、照射至载物台的样品，通过光谱仪采集荧光光谱；所述第三反射镜为二向色滤光片。

优选的，透射入射光源发出的第三光信号，经第一反射镜，照射至载物台的样品，通过光谱仪采集样品透射光谱，比较无样品的空白透射光谱及样品透射光谱获得吸收光谱；所述物镜组选择第一长度紫外物镜、第一长度可见物镜、第一长度近红外物镜用于透射光谱测量，所述第一长度大于12mm。

优选的，所述第一光路切换器及所述第三光路切换器包括分束器档及反射镜档；选择所述第一光路切换器或所述第三光路切换器的分束器进行光学成像，选择所述第一光路切换器或所述第三光路切换器的反射镜档进行光谱采集。