[实用新型]一种脉冲激光加热的高压样品测试装置

摘要

本实用新型涉及材料特性研究领域，一种脉冲激光加热的高压样品测试装置，包括下支撑盘、下顶砧、上顶砧、上支撑盘、垫圈、特氟龙环、样品、消色差透镜I、光阑、消色差透镜II、滤光片、分束器I、分束器II、光谱仪、示波器、光电二极管、信号发生器、激光器、分束器III、反射镜、聚焦透镜、光电倍增管和摄像机，采用激光脉冲加热方法能够使得样品的温度在毫秒时间量级内保持相对稳定，采用特殊的结构使得X射线能够以较大角度入射样品，样品外侧采用特氟龙环，采用对X射线散射及吸收较少的材料来对垫圈中的样品进行固定，增加样品稳定性的同时能够减少X射线的散射和衰减，能够对高压条件下的样品进行稳定加热及光谱测量，增加样品衍射信号信噪比。

主权项

1.一种脉冲激光加热的高压样品测试装置，包括下支撑盘(1)、下顶砧(2)、上顶砧(3)、上支撑盘(4)、垫圈(5)、特氟龙环(6)、样品(7)、消色差透镜I(8)、光阑(9)、消色差透镜II(10)、滤光片(11)、分束器I(12)、分束器II(13)、光谱仪(14)、示波器(15)、光电二极管(16)、信号发生器(17)、激光器(18)、分束器III(19)、反射镜(20)、聚焦透镜(21)、光电倍增管(22)和摄像机(23)，xyz为三维空间坐标系，光电倍增管(22)的输出端连接示波器(15)的输入端，光电二极管(16)的输出端连接示波器(15)的输入端，信号发生器(17)的输出端连接激光器(18)的触发端；消色差透镜I(8)、光阑(9)、消色差透镜II(10)、滤光片(11)、分束器I(12)、分束器II(13)和光谱仪(14)依次位于上顶砧(3)正上方并组成了成像光路，从样品(7)发出的光依次通过上顶砧(3)、消色差透镜I(8)、光阑(9)、消色差透镜II(10)和滤光片(11)，到达分束器I(12)并被分成相同的两束光，其中一束光偏转后进入光电倍增管(22)并转换为电信号输入示波器(15)，另一束光沿原路传播并在分束器II(13)处被再次分束，其中波长大于760纳米的部分进入光谱仪(14)，用于对样品(7)进行热成像、波长小于或等于760纳米的部分进入摄像机(23)，用于对样品(7)进行光学成像；光谱仪(14)的光入口具有快门及针孔，所述快门能够可控地开启或关闭，所述针孔的位置及大小能够调节以控制进入光谱仪(14)的光量，并能够用于光束的准直，根据光谱仪(14)记录的热辐射能够计算出样品(7)的温度；激光器(18)、分束器III(19)、反射镜(20)和聚焦透镜(21)组成了加热激光光路，激光器(18)发射的激光被分束器III(19)分成相同的两束，其中一束经过反射镜(20)反射后依次通过聚焦透镜(21)和上顶砧(3)并入射到样品(7)，另一束偏转后，射到光电二极管(16)上并转换为电信号输入示波器(15)，其特征是：下顶砧(2)形状为十面体，包括上面、下面、四个上侧面和四个下侧面，是将一个长、宽和高分别为7毫米、5毫米和4毫米的立方体金刚石块切割加工而成，上面和下面均平行于水平面，四个上侧面和四个下侧面均与水平面成45度角，定义与x轴平行的两个下侧面为下侧面I和下侧面III，定义与z轴平行的两个下侧面为下侧面II和下侧面IV；上顶砧(3)形状为两个上下同轴排列的上圆台和下圆台，上圆台的下底面与下圆台的上底面共面；下支撑盘(1)和上支撑盘(4)均为中空的圆柱体且均具有上开口和下开口，上支撑盘(4)的下开口内侧具有圆台形斜切面，所述圆台形斜切面与上顶砧(3)的上圆台的侧面接触；下支撑盘(1)的上开口内侧具有两个与x轴平行的上侧斜切面，所述上侧斜切面分别与下顶砧(2)的下侧面I和下侧面III接触，下支撑盘(1)的上开口与下顶砧(2)的下侧面II和下侧面IV之间无接触，入射光能够依次通过下支撑盘(1)的下开口、下顶砧(2)的下侧面II和下顶砧(2)的上面射到样品(7)，入射光与样品(7)相互作用后形成的衍射光能够依次通过下顶砧(2)的上面和下顶砧(2)的下侧面IV后，从下支撑盘(1)的下开口射出，下支撑盘(1)的下开口具有两个与z轴平行的下侧斜切面，所述两个下侧斜切面之间夹角为160度，能够通过下支撑盘(1)的下开口射出的所述衍射光与入射光的最大夹角为160度；垫圈(5)由基于金属锆的非晶合金制成，特氟龙环(6)位于垫圈(5)内，样品(7)位于特氟龙环(6)内。