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    一種低溫掃描激光顯微鏡的光學系統技術方案

    技術編號:11085831 閱讀:131 留言:0更新日期:2015-02-26 12:33
    本發明專利技術公開了一種掃描激光顯微鏡的光學系統,包括激光器、環行器、光電探測器、光纖和漸變折射率棱鏡;所述的激光器、光電探測器和光纖均與環行器相連,所述的漸變折射率棱鏡與光纖相連。該掃描激光顯微鏡的光學系統,使用環形器和漸變折射率棱鏡,有效地減小了光學系統復雜度和相應的體積,便于集成在掃描激光器顯微鏡內部,用于掃描激光顯微鏡中,從而能夠研究小尺寸、對工作溫度有具體要求的器件內部發生的熱學和電學相關的物理現象,滿足使用需求。

    【技術實現步驟摘要】
    一種低溫掃描激光顯微鏡的光學系統
    本專利技術屬于用于研究微觀機理的小型設備
    ,具體涉及一種掃描激光顯微鏡的光學系統。
    技術介紹
    隨著微加工技術的發展,電子元器件的尺寸已經到了微米甚至是納米量級。由于器件尺度的減小,無論是基于半導體材料,還是基于超導材料的電子器件,其內部存在的熱現象都對器件工作狀態有著重要的影響。某些特殊的電子器件,由其材料決定,必須工作在極端條件下(如基于超導材料的超導電子器件需工作在低溫環境),這時熱效應的影響就更加顯著。在利用這些器件宏觀效應(如基于BSCCO高溫超導材料的太赫茲輻射源)的同時,希望能更深入地研究這些器件工作的微觀機制,其內部的自熱現象,電磁場的分布等影響器件表現的各種因素。然而這些電子器件的尺寸和工作溫度條件,給研究其內部的微觀機制提出了苛刻的要求。現有的研究設備,還不能完全滿足使用需求。
    技術實現思路
    專利技術目的:針對現有技術中存在的不足,本專利技術的目的在于提供一種掃描激光顯微鏡的光學系統,使用環形器和漸變折射率棱鏡,有效地減小光學系統復雜度和相應的體積,滿足使用需求。 技術方案:為了實現上述專利技術目的,本專利技術采用的技術方案為:一種掃描激光顯微鏡的光學系統,包括激光器、環行器、光電探測器、光纖和漸變折射率棱鏡;所述的激光器、光電探測器和光纖均與環行器相連,所述的漸變折射率棱鏡與光纖相連。 所述的環行器用于隔離激光器出射的激光和從樣品上反射的激光;從激光器出射的激光通過環形器耦合至光纖中,從樣品上反射的激光經環形器耦合到光電探測器上。 所述的光電探測器用于檢測從樣品上反射的激光的光強。 所述的漸變折射率棱鏡設在掃描激光顯微鏡的恒溫器內部。 所述的環行器設在掃描激光顯微鏡的恒溫器外部。 所述的漸變折射率棱鏡將從光纖上出射的激光聚焦成大小為I微米的光斑。 本專利技術的掃描激光顯微鏡的光學系統,激光器出射的激光通過環形器、光纖、漸變折射率棱鏡后,可得到大小約為I微米的光斑,該光斑可對掃描激光顯微鏡研究的樣品進行局部加熱,從而觀察樣品的熱學和電學信號。從樣品表面反射的激光經漸變折射率棱鏡、光纖、環行器后,被光電探測器接受,由此可得到樣品表面的光學成像。 有益效果:與現有技術相比,本專利技術的顯著優點包括:該掃描激光顯微鏡的光學系統,使用環形器和漸變折射率棱鏡,有效地減小了光學系統復雜度和相應的體積,便于集成在掃描激光器顯微鏡內部,用于低溫掃描激光顯微鏡中,從而能夠研究小尺寸、對工作溫度有具體要求的器件內部發生的熱學和電學相關的物理現象,滿足使用需求。 【附圖說明】 圖1是掃描激光顯微鏡的光學系統的結構示意圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖對本專利技術做進一步的說明。 如圖1所不,掃描激光顯微鏡的光學系統,主要結構包括激光器1、環行器2、光電探測器3、光纖4和漸變折射率棱鏡5。激光器1、光電探測器3和光纖4均與環行器2相連,漸變折射率棱鏡5與光纖4相連。其中,漸變折射率棱鏡5設在低溫掃描激光顯微鏡的恒溫器內部,環行器2設在掃描激光顯微鏡的恒溫器外部,通過光纖4連接。 激光器1,產生低溫掃描激光顯微鏡工作所需的激光。環行器2,用于隔離激光器出射的激光和從樣品上反射的激光。從激光器出射的激光通過環形器耦合至光纖中,從樣品上反射的激光經環形器耦合到光電探測器上。光電探測器3,用于檢測從樣品上反射的激光強。光纖4,用于將傳輸激光,將從環形器耦合進入的激光傳輸至漸變折射率棱鏡中。漸變折射率棱鏡5,用于匯聚,從光纖上耦合進入的發散的激光。激光器I出射的激光通過環形器2、光纖4、漸變折射率棱鏡5后,可得到大小約為I微米的光斑,該光斑可對掃描激光顯微鏡研究的樣品進行局部加熱,從而觀察樣品的熱學和電學信號。從樣品表面反射的激光經漸變折射率棱鏡5、光纖4、環行器2后,被光電探測器3接受,由此可得到樣品表面的光學成像。 該光學系統,工作時,首先打開激光器和光電探測。通過移動固定該光學系統的掃描激光顯微鏡的位移臺,將激光逐漸聚焦到樣品上,讀取光電探測器的輸出值。當光電探測器的示數最大時,激光的焦點正位于樣品的表面。此時,便可以進行掃描激光顯微鏡的測量。本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    一種掃描激光顯微鏡的光學系統,其特征在于:包括激光器(1)、環行器(2)、光電探測器(3)、光纖(4)和漸變折射率棱鏡(5);所述的激光器(1)、光電探測器(3)和光纖(4)均與環行器(2)相連,所述的漸變折射率棱鏡(5)與光纖(4)相連。

    【技術特征摘要】
    1.一種掃描激光顯微鏡的光學系統,其特征在于:包括激光器(I)、環行器(2)、光電探測器(3)、光纖(4)和漸變折射率棱鏡(5);所述的激光器(I)、光電探測器(3)和光纖(4)均與環行器(2)相連,所述的漸變折射率棱鏡(5)與光纖(4)相連。2.根據權利要求1所述的掃描激光顯微鏡的光學系統,其特征在于:所述的環行器(2)用于隔離激光器(I)出射的激光和從樣品上反射的激光;從激光器(I)出射的激光通過環形器(2)耦合至光纖(4)中,從樣品上反射的激光經環形器(2)耦合到光電探測...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:王華兵周憲靖袁潔吳培亨
    申請(專利權)人:南京大學
    類型:發明
    國別省市:江蘇;32

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