等离子体环境下的原位拉曼测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统，包括：拉曼测试装置和用于在等离子体环境下生长样本的材料生长设备。所述拉曼测试装置用于向所述材料生长设备发射脉冲光信号并照射至生长于所述材料生长设备的所述样本，脉冲光信号激发所述样本产生脉冲拉曼散射信号，并用于在脉冲时域内采集脉冲拉曼散射信号，经数据处理得到拉曼散射光谱。本实用新型专利技术公开的原位拉曼测试系统，通过拉曼测试模块发射脉冲光信号并接受由脉冲光信号所激发的脉冲时域内拉曼散射信号，减少等离子体环境下的杂光对拉曼光谱测试的干扰。环境下的杂光对拉曼光谱测试的干扰。环境下的杂光对拉曼光谱测试的干扰。

【技术实现步骤摘要】
等离子体环境下的原位拉曼测试系统


[0001]本申请涉及在线监测
，尤其涉及一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统。

技术介绍

[0002]碳材料，诸如金刚石、类金刚石、石墨烯、碳纳米管，是重要的多功能材料，有巨大的应用潜力和科学价值，作为新材料前沿领域而被广泛关注。等离子化学气相沉积技术,适合制备大面积、均匀性好、纯度高、结晶形态好的高质量薄膜和晶体材料，是获得高端碳材料的有效手段，相关工艺参数直接影响反应腔室内的气相生长环境，进而影响碳材料的品质。拉曼光谱则是检测碳材料结构和品质的必要手段，可以准确快速地确定碳材料结构、种类、缺陷、杂质情况，从而对材料质量和性质做出评估。
[0003]现有情况下，在材料生长设备内制备碳材料，反应腔内等离子体发光较强，导致拉曼光谱测试受到干扰。因此，如何消除碳材料制备过程的杂光对拉曼光谱测试的干扰，已成为本领域技术人员正在研究的课题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的主要目的在于提供一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统，旨在提供一种减少拉曼光谱测试中杂光干扰的等离子体环境下的原位拉曼测试系统。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统，包括：
[0006]材料生长设备，用于在等离子体环境下生长样本；
[0007]拉曼测试装置，用于向材料生长设备发射脉冲光信号并照射至生长于材料生长设备的样本，脉冲光信号激发样本产生脉冲拉曼散射信号；并用于在脉冲时域内采集脉冲拉曼散射信号，经数据处理得到拉曼散射光谱。
[0008]在一些实施方式中，拉曼测试装置包括脉冲激光器，脉冲激光器出射的脉冲光信号为紫外脉冲信号，且脉冲信号的波长小于300nm。
[0009]在一些实施方式中，拉曼测试装置还包括设有ICCD(增强电荷耦合器，IntensifiedCharge
‑
coupled Device)的光探测器，光探测器用于在脉冲拉曼散射信号的脉冲时域内采集拉曼散射信号。
[0010]在一些实施方式中，拉曼测试装置还包括拉曼测试模块，拉曼测试模块包括光发射组件、光接收组件、透反组件、及聚光组件；
[0011]其中，透反组件设置于光发射组件和聚光组件之间，脉冲激光器出射的脉冲光信号经过光发射组件准直后通过透反组件及聚光组件聚焦照射向材料生长设备内的样本，激发样本产生脉冲拉曼散射信号，透反组件将脉冲拉曼散射信号反射至光接收组件，光接收组件将拉曼散射信号传递至光探测器。
[0012]在一些实施方式中，拉曼测试模块还包括滤光组件，滤光组件设置于透反组件和光接收组件之间；
[0013]其中，光接收组件包括反射镜和聚焦透镜；
[0014]聚焦透镜设置于反射镜与光探测器之间，反射镜用于反射拉曼散射信号，以将拉曼散射信号经聚焦透镜传递至光探测器，且经反射镜反射后拉曼散射信号的传递方向与光发射组件的光出射方向相互平行。
[0015]在一些实施方式中，光接收组件包括反射镜、聚焦透镜及滤光组件；
[0016]反射镜用于反射拉曼散射信号，以将拉曼散射信号经聚焦透镜传递至光探测器，且经反射镜反射后侧向拉曼散射信号的传递方向与光发射组件的光出射方向相互平行；
[0017]滤光组件设置于反射镜和聚焦透镜之间，或设置于反射镜和透反组件之间。
[0018]在一些实施方式中，光发射组件包括滤光片及准直镜，滤光片及准直镜在光出射方向依次设置，脉冲激光器出射的脉冲光信号经滤光片后转变为紫外单色光。
[0019]在一些实施方式中，材料生长设备包括反应组件及密封组件；
[0020]其中，反应组件包括主体部及与主体部连接的观测连接部，且主体部形成有用于为样本提供生长环境的反应腔；观测连接部形成有与反应腔连通的并且具有开口的观测通道；密封组件与观测连接部连接，用于密封观测通道的开口，并使观测通道的开口形成透光部；拉曼测试装置发射的脉冲激光信号通过透光部由观测通道照射至反应腔内的样本。
[0021]在一些实施方式中，原位拉曼测试系统还包括转接组件，用于连接材料生长设备与拉曼测试装置；
[0022]其中，转接组件包括第一转接件和第二转接件，第一转接件与观测连接部可拆卸连接，并设置有与透光部对应的通孔，第二转接件与第一转接件连接，并与拉曼测试模块可拆卸连接。
[0023]在一些实施方式中，第一转接件包括底板、环设于底板周侧的侧板及转接固定件，通孔开设于底板；侧板间隔设置有固定孔，转接固定件通过固定孔与观测连接部适配，以使观测连接部与第一转接件可拆卸连接。
[0024]本申请提供的等离子体环境下的原位拉曼测试系统，通过拉曼测试模块发射脉冲光信号并激发样本产生脉冲拉曼散射信号，在一个脉冲时间内激发样本的脉冲拉曼信号相对于连续信号的等离子体荧光较强，减少了拉曼测试模块接受的杂光干扰，从而获取更为清晰的谱图。
[0025]图标：10、材料生长设备；11、反应组件；111、主体部；112、观测连接部；113、透光部；12、密封组件；13、样本；
[0026]20、拉曼测试装置；21、壳体；22、光发射组件；23、光接收组件；24、透反组件；25、聚光组件；26、滤光组件；28、脉冲激光器；222、滤光片；223、准直镜；231、反射镜；232、聚焦透镜；29、光探测器；
[0027]30、转接组件；31、第一转接件；32、第二转接件；321、第一透光口；322、连接孔；311、底板；312、侧板；313、通孔；314、固定孔。
附图说明
[0028]图1为本技术原位拉曼测试系统爆炸结构示意图；
[0029]图2为本技术原位拉曼测试系统的拉曼测试模块光路示意图；
[0030]图3为本技术原位拉曼测试系统另一变形实施例的拉曼测试模块光路示意
图；
[0031]图4为本技术原位拉曼测试系统的转接组件结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0034]目前，在等离子体环境的材料生长设备内制备材料，反应腔内等离子体发光较强，导致拉曼光谱测试受到干扰。
[0035]为解决上述问题，本技术提供一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统。
[0036]下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体环境下的原位拉曼测试系统，其特征在于，包括：材料生长设备，用于在等离子体环境下生长样本；拉曼测试装置，用于向所述材料生长设备发射脉冲光信号并照射至生长于所述材料生长设备的所述样本，脉冲光信号激发所述样本产生脉冲拉曼散射信号；并用于在脉冲时域内采集脉冲拉曼散射信号，经数据处理得到拉曼散射光谱。2.根据权利要求1所述的原位拉曼测试系统，其特征在于，所述拉曼测试装置包括脉冲激光器，所述脉冲激光器出射的脉冲光信号为紫外脉冲信号，且脉冲信号的波长小于300nm。3.根据权利要求2所述的原位拉曼测试系统，其特征在于，所述拉曼测试装置还包括设有增强电荷耦合器的光探测器，所述光探测器用于在脉冲拉曼散射信号的脉冲时域内采集拉曼散射信号。4.根据权利要求3所述的原位拉曼测试系统，其特征在于，所述拉曼测试装置还包括拉曼测试模块，所述拉曼测试模块包括光发射组件、光接收组件、透反组件、及聚光组件；其中，所述透反组件设置于所述光发射组件和所述聚光组件之间，所述脉冲激光器出射的脉冲光信号经过所述光发射组件准直后通过所述透反组件及所述聚光组件聚焦照射向所述材料生长设备内的所述样本，激发所述样本产生脉冲拉曼散射信号，所述透反组件将所述脉冲拉曼散射信号反射至所述光接收组件，所述光接收组件将拉曼散射信号传递至所述光探测器。5.根据权利要求4所述的原位拉曼测试系统，其特征在于，所述拉曼测试模块还包括滤光组件，所述滤光组件设置于所述透反组件和所述光接收组件之间；其中，所述光接收组件包括反射镜和聚焦透镜；所述聚焦透镜设置于所述反射镜与所述光探测器之间，所述反射镜用于反射拉曼散射信号，以将拉曼散射信号经所述聚焦透镜传递至所述光探测器，且经所述反射镜反射后拉曼散射信号的传递方向与所述光发射组件的光出射方向相互平行。6.根据权利要求4所述的原位拉曼测试系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，陈思繁，陈文婷，黄江涛，韩培刚，李浩文，徐文，李兴宇，马莞杰，龙宇豪，张宗雁，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：新型
国别省市：