[发明专利]一种超低温杜瓦系统的磁光和拉曼联合测量系统

说明书

本发明涉及现代分析测量技术领域，特别提供提供了一种超低温杜瓦系统的磁光和拉曼联合测量系统，包括：激光器、机械斩波器、输入光路、第一非偏振分束镜、第二非偏振分束镜、照明光路、第三非偏振分束镜、倾斜杜瓦观察窗、反馈光路、CCD电子目镜、第四非偏振分束镜、1/2波片、沃拉斯顿棱镜、平衡光电二极管、反光镜和光纤耦合器、锁相放大器、拉曼谱仪与主控电脑；通过各原件及支路的合理设置，克服了光照强度，远距离成像等难点，可实现成像的同时进行磁光和拉曼测量，对超低温下研究二维材料物理性质提供了前沿的测量平台。

技术领域

本发明涉及现代分析测量技术领域，特别提供一种超低温杜瓦系统的磁光和拉曼联合测量系统。

背景技术

激光是现代分析测量技术的有力探测手段，其优异物理特性使激光在与样品的作用中可获得多种有用信息。经过线性极化的激光垂直入射于样品表面时，具有垂直磁各向异性的样品会使其偏振面发生偏转，使反射光成为椭圆偏振光，使用相互成接近90度角的起偏器和检偏器就可在出光口获得光通量被磁化强度调制的光信号，这就是极化的磁光克尔效应。利用个这一效应搭配磁体进行磁场扫描测量就可获得磁滞回线信号，用以研究样品的自发磁化。而另一激光分析测量的重要技术是拉曼光谱，利用激光与分子转动、振动能级之间的能量转移形成的特征光谱来分析化合物性质的有效手段。对于快速发展的范德瓦尔斯晶体，即二维材料，探索其不同温度下的磁性与拉曼谱特征对于凝聚态物理和研究下一代基于二维材料的电子技术具有重要意义。然而，目前的磁光或拉曼测量系统普遍利用紧凑光路减小照明光源和激光光源受环境干扰的同时，无法兼顾超低温获取所使用的大型杜瓦，特别是照明光路容易引入光路周边元件反射引入的光污染。如果采用光纤引入杜瓦，又不可避免会导致偏振度的损失影响磁光测量的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低温杜瓦系统的磁光和拉曼联合测量系统，通过采用同一激光光源利用扩束镜和多维度光束调整来对准激光，利用低成本的长焦距高亮度照明光系统进行样品照明以及采用倾斜观察窗以解决成像中的光污染问题，使得我们设计的测量系统可实现在清晰视野下搜索感兴趣区并完成磁光和拉曼物性表征的功能。在完成以上功能的同时，保持光学器件的紧凑组合，减小振动造成的干扰。

本发明技术方案如下：

本发明提供了一种超低温杜瓦系统的磁光和拉曼联合测量系统，包括：激光器、机械斩波器、输入光路、第一非偏振分束镜、第二非偏振分束镜、照明光路、第三非偏振分束镜、倾斜杜瓦观察窗、反馈光路、CCD电子目镜、第四非偏振分束镜、1/2波片、沃拉斯顿棱镜、平衡光电二极管、反光镜和光纤耦合器、锁相放大器、拉曼谱仪与主控电脑；

激光器、机械斩波器、输入光路、第一非偏振分束镜、第二非偏振分束镜、第三非偏振分束镜、倾斜杜瓦观察窗、反馈光路沿激光输入方向依次设置；

照明光路输出的照明光输入至第二非偏振分束镜，并通过第二非偏振分束镜使照明光沿激光输入方向前进；CCD电子目镜设置在第三非偏振分束镜其中的一个输出方向上；

沿第一非偏振分束镜反馈激光输出方向设置第四非偏振分束镜，第四非偏振分束镜的其中一个输出方向上依次设置1/2波片、沃拉斯顿棱镜和平衡光电二极管；第四非偏振分束镜的另一个输出方向上依次设置第三反光镜和光纤耦合器；

机械斩波器与机械斩波器控制器控制端通过电信号连接，机械斩波器控制器 参考输出与锁相放大器参考输入通过电信号连接，平衡光电二极管和锁相放大器输入通过电信号连接，光纤耦合器和拉曼谱仪通过电信号连接，CCD电子目镜、锁相放大器、拉曼谱仪与主控电脑均通过电信号连接。