中子散射样品环境装置

    专利查询2025-04-10  14


    本申请涉及中子散射,具体涉及一种中子散射样品环境装置。


    背景技术:

    1、中子散射技术是利用中子散射方法,研究物质的静态结构及微观动力学性质的手段。而样品在不同的环境下的性能和结构只有通过实验来进行验证后才能在特定的环境下使用,或者对新的研究的物质的样品在特定的环境下的性能和结构的探索。相关技术中,可以通过对样品进行温度的控制,使样品处于特定温度环境下,通过特定温度环境与中子散射技术结合来拓展物质科学研究空间;但是,目前的样品探测环境中,一般仅涉及样品的环境温度的调整,并不涉及综合环境温度以及特定偏振光环境,结合中子散射技术对样品进行探测的手段,导致对样品的探测场景受限。


    技术实现思路

    1、本申请主要解决的技术问题是相关技术中中子散射样品环境装置对样品进行探测的场景受限,难以满足多种实验条件下样品的数据收集。

    2、为了解决上述技术问题,一种实施例中提供一种中子散射样品环境装置,包括样品舱、样品调节平台、温控装置和光学检测装置;

    3、所述样品舱用于提供亚真空环境;

    4、所述样品调节平台设置于所述样品舱内;所述样品调节平台包括样品台和连接于所述样品台的安装机构;所以样品台顶部具有用于放置样品的承载面,所述安装机构用于支撑所述样品台;

    5、所述温控装置与所述样品调节平台连接;所述温控装置包括温控模块和散热模块,所述温控模块与所述样品台接触式连接,且所述温控模块用于控制所述样品台的环境温度,所述散热模块与所述温控模块连接并用于对所述温控模块进行散热;

    6、所述光学检测装置包括光学舱、激光发射器、准直透镜和液晶波片;所述光学舱与所述样品舱固定连接,且所述光学舱与所述样品舱连接处设置有激光窗口;所述激光发射器固定设置于所述光学舱;所述准直透镜和所述液晶波片沿远离到靠近所述样品台的方向依次设置;所述激光发射器发出的激光,经所述准直透镜汇聚之后,再经由所述液晶波片转换形成指定类型的偏振光,最后经所述激光窗口照射至所述样品台上的样品;

    7、所述样品台的两个相对的侧面分别设置有中子入射窗口和中子出射窗口,分别用于供中子的入射和出射。

    8、一种实施例中,所述安装机构包括固定底座和调节底座;所述固定底座固定设置于所述调节底座下方;所述调节底座置于所述固定底座上方,且所述调节底座与所述样品台固定连接;所述固定底座上设置有至少三个支撑件,所述支撑件自所述固定底座的顶部凸出并为所述调节底座提供支撑,且所述支撑件中至少一个为可调支撑件,所述可调支撑件自所述固定底座的顶部凸出的高度可进行调节,以调整被支撑的所述调节底座的角度。

    9、一种实施例中,所述可调支撑件包括螺纹调节件,所述螺纹调节件包括两个,所述螺纹调节件通过螺纹配合旋转设置于所述固定底座。

    10、一种实施例中,所述支撑件还包括球形支撑件,所述球形支撑件固定于所述固定底座的顶部,所述球形支撑件的顶部为所述调节底座提供支撑。

    11、一种实施例中,所述球形支撑件设置于所述固定底座的边缘区域;或,

    12、所述安装机构还包括若干弹性连接件,所述弹性连接件设置于所述固定底座和所述调节底座至少两侧边缘区域,且所述弹性连接件连接所述固定底座和所述调节底座;所述球形支撑件设置于所述固定底座的中心区域。

    13、一种实施例中,所述温控模块包括半导体温控模块,所述半导体温控模块设置于所述调节底座与所述样品台之间,所述半导体温控模块的温控工作面与所述样品台接触式连接。

    14、一种实施例中,所述散热模块包括液冷循环管;所述调节底座内形成有中空腔室,所述液冷循环管的管路与所述中空腔室密封连通;所述半导体温控模块接触式固定于所述调节底座的顶面。

    15、一种实施例中,所述光学检测装置还包括分束镜和对应设置的激光功率计,所述分束镜设置于所述准直透镜和液晶波片之间,用于将经过所述准直透镜的激光分为主激光和副激光,所述主激光沿原路径发射至由所述液晶波片转换形成指定类型的偏振光,所述副激光与所述主激光形成不为零的夹角;所述激光功率计用于检测所述副激光的光强。

    16、一种实施例中,所述准直透镜、所述液晶波片和所述分束镜均通过旋转螺纹机构固定设置于所述光学舱内,且所述旋转螺纹机构至少用于调整所述准直透镜与所述激光发射器之间的间距。

    17、一种实施例中,所述光学检测装置还包括真空抽气孔,所述真空抽气孔用于连接真空泵,以对所述光学舱抽真空。

    18、据上述实施例的中子散射样品环境装置,由于该样品环境装置中,集成了温控装置以为样品提供特定的环境温度,该环境温度区间范围可为-50℃到50℃之间,光学检测装置为样品提供偏振光环境,利用中子散射技术来探测样品在不同温度和不同偏振光环境下的数据,从而丰富了样品探测场景,能够适应于多谱仪线上的实验环境。



    技术特征:

    1.一种中子散射样品环境装置,其特征在于,包括样品舱、样品调节平台、温控装置和光学检测装置;

    2.如权利要求1所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述安装机构包括固定底座和调节底座;所述固定底座固定设置于所述调节底座下方;所述调节底座置于所述固定底座上方,且所述调节底座与所述样品台固定连接;所述固定底座上设置有至少三个支撑件,所述支撑件自所述固定底座的顶部凸出并为所述调节底座提供支撑,且所述支撑件中至少一个为可调支撑件,所述可调支撑件自所述固定底座的顶部凸出的高度可进行调节,以调整被支撑的所述调节底座的角度。

    3.如权利要求2所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述可调支撑件包括螺纹调节件,所述螺纹调节件包括两个,所述螺纹调节件通过螺纹配合旋转设置于所述固定底座。

    4.如权利要求3所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述支撑件还包括球形支撑件,所述球形支撑件固定于所述固定底座的顶部,所述球形支撑件的顶部为所述调节底座提供支撑。

    5.如权利要求4所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述球形支撑件设置于所述固定底座的边缘区域;或,

    6.如权利要求2所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述温控模块包括半导体温控模块,所述半导体温控模块设置于所述调节底座与所述样品台之间,所述半导体温控模块的温控工作面与所述样品台接触式连接。

    7.如权利要求6所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述散热模块包括液冷循环管;所述调节底座内形成有中空腔室,所述液冷循环管的管路与所述中空腔室密封连通;所述半导体温控模块接触式固定于所述调节底座的顶面。

    8.如权利要求1-7任一项所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述光学检测装置还包括分束镜和对应设置的激光功率计,所述分束镜设置于所述准直透镜和液晶波片之间,用于将经过所述准直透镜的激光分为主激光和副激光,所述主激光沿原路径发射至由所述液晶波片转换形成指定类型的偏振光,所述副激光与所述主激光形成不为零的夹角;所述激光功率计用于检测所述副激光的光强。

    9.如权利要求8所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述准直透镜、所述液晶波片和所述分束镜均通过旋转螺纹机构固定设置于所述光学舱内,且所述旋转螺纹机构至少用于调整所述准直透镜与所述激光发射器之间的间距。

    10.如权利要求1-7任一项所述的中子散射样品环境装置,其特征在于,所述光学检测装置还包括真空抽气孔,所述真空抽气孔用于连接真空泵,以对所述光学舱抽真空。


    技术总结
    本申请提供一种中子散射样品环境装置,包括样品舱、样品调节平台、温控装置和光学检测装置;温控装置与样品调节平台连接,用于控制样品台的环境温度;光学检测装置包括光学舱、激光发射器、准直透镜和液晶波片,生成指定类型的偏振光,最后经激光窗口照射至样品台上的样品;样品台的两个相对的侧面分别设置有中子入射窗口和中子出射窗口;由于该样品环境装置中,集成了温控装置以为样品提供特定的环境温度,光学检测装置为样品提供偏振光环境,利用中子散射技术来探测样品在不同温度和不同偏振光环境下的数据,从而丰富了样品探测场景,能够适应于多谱仪线上的实验环境。

    技术研发人员:张俊佩,熊益明,高寒,李云飞,郑玉杰,童欣
    受保护的技术使用者:中国科学院高能物理研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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