【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要属于光学调制材料电学性能测试，具体的说涉及一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆。
技术介绍
1、光诱导相变已在多种材料中进行了广泛研究，因此光诱导磁性、中性离子价态变化以及自旋-交叉转换已经实现。这些光致宏观相并非源自热效应，而是由光激发态中出现的自旋、偶极子和晶格畸变之间的协同作用引起的。光与物质的相互作用不仅是探究低维量子材料微观物理机制的重要探测手段，而且还可作为电子结构及物态的有效调控手段，实现平衡态所不具有的新物态、新效应。
2、在研发光电器件之前要对其性能进行详细的研究，包括不同温度场和磁场下的的电磁学特性以及光学对其输运性能的影响等，因此，需要对相干光调制的材料的各项电学特性进行测试。
技术实现思路
1、本专利技术目的就是为了填补目前国内在该领域的技术空白，提供一种在相干光束调制下、不同温度场中的原位电学性能测试样品杆。
2、为此，设计了一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，可进行光调制和变温电学性能测试，该装置能够实现样品的固定，温度的线性变化，并且在背景磁场中给样品通入交流电流。该装置能够进行77k-320k下的性能测试。
3、测试样品杆中，可分别采用二引线或四引线法进行测量。
4、实验内容主要包括：原位测试样品在不同背景磁场和不同温度场中的电学特性以及电容、阻抗等介电性能。
5、为了准确可靠的控制温度和测量材料的电学性能，样品杆设计时必须考虑以下几点：>
6、1、样品可以稳定的固定在测试装置上；
7、2、低温环境中，样品和电流引线之间接触良好，电流传输稳定；
8、3、变温室内温度的稳定控制；
9、4、避免测试杆内、尤其是光纤扩束器表面低温结冰，测试杆可抽真空，并在关闭真空抽口阀门情况下保持一定真空度。
10、5、样品杆电流引线易于冷却以节省低温冷却液；
11、6、样品仓要易于拆装，以便更换样品；
12、7、最大减小漏热，节省液氮；
13、8、可靠的电绝缘。
14、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
15、一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：包括可调节相干光束发射装置、连接装置、温控模块、信号反馈模块、样品台和真空组件；
16、所述可调节相干光束发射装置由激光发射器1、可调半透半反射镜2、补偿器3、可调全反射镜4和双侧等距扩束器7构成。
17、所述连接装置包括不锈钢空心管、接口法兰、固定盲板、密封圈和防热辐射片；连接装置主体由900mm不锈钢空心管构成，其上端焊套kf25hnu40接口法兰，内侧橡胶密固定线路，设有固定盲板螺栓连接。不锈钢空心管底端开有开口，连接导线及光纤通过开口伸入不锈钢空心管内部，并从下端穿出，上端与sma接头连接，底端固定不锈钢空心管固定卡，通过不锈钢空心管固定卡与防热辐射片连接。
18、所述样品台6上端开孔并焊套所述连接装置；样品台设有2对直径4mm通孔以及7mm中心通孔，在所述背侧开槽中设有温度计固定孔。
19、所述样品台设有连接柱，在连接柱上开有固定螺孔，所述的载物台的底端固定在所述的固定螺孔内，在连接柱上紧贴有云母片，在云母片上缠绕有加热丝。
20、所述样品台正面开槽便于固定样品，防止样品反转以破坏光束相干性，光束相干性可于开槽处安置毛玻璃检测其干涉条纹。
21、所述样品台材料为紫铜。
22、在所述样品台外部安装紫铜屏蔽罩，有效减小外部电磁干扰，紫铜屏蔽罩与样品台通过螺纹配合。
23、所述真空组件包括真空阀5，防止空气氛围产生凝结影响相干光束。
24、所述温控模块9包括铂温度计、加热丝8和外接温控仪；所述加热丝与所述铂温度计的导线经过样品台中心通孔穿过样品台引至样品台背侧开槽，所述加热丝与所述铂温度计的导线在样品台正面由上下两片聚四氟乙烯导线固定片固定，并在所述聚四氟乙烯导线固定片之间设有上下两片导线屏蔽片，所述铂温度计安装在所述样品台背侧开槽中，并通过温度计固定孔固定。所述温控模块可外接keithley 2400source meter温控仪进行温度控制。
25、所述信号反馈模块10可通过外接wayne kerr介电常数测试仪收集样品测试中获得的电学信号。
26、所述可调节相干光束发射装置通过所述连接装置连接所述样品台和温控模块。
27、本专利技术的有益效果是：本专利技术在多种功能材料的可变温电学性能测试中引入相干光束调控；样品温度控制自动化高，可实现线性变温控制；样品杆为可拆卸设计，便于更换，同时更换样品时操作简易；真空系统防止凝结水干扰相干光源，放入液氦或液氮杜瓦后避免结冰现象。
28、本专利技术的优点是：本专利技术适用于由相干光束调控的可变温原位电学性能测试，可适用于较大温度区间或较大磁场区间变化范围的测量，其可调节相干光束发射装置设计新颖，目前国内尚无类似结构，无相干光源介入介电性能测试测量装置，更换样品时操作简易。
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1.一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：包括可调节相干光束发射装置、连接装置、温控模块、信号反馈模块、样品台和真空组件；所述可调节相干光束发射装置通过连接装置连接样品台和温控模块；信号反馈模块通过外接WayneKerr介电常数测试仪收集样品测试中获得的电学信号；真空组件包括真空阀，防止空气氛围产生凝结影响相干光束。
2.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述可调节相干光束发射装置由激光发射器、可调半透半反射镜、补偿器、可调全反射镜和双侧等距扩束器构成。
3.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述连接装置包括不锈钢空心管、接口法兰、固定盲板、密封圈和防热辐射片。
4.根据权利要求1或3所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：连接装置主体由900mm不锈钢空心管构成，其上端焊套KF25HNU40接口法兰，内侧橡胶密固定线路，设有固定盲板螺栓连接；不锈钢空心管底端开有开口，连接导线及光纤
5.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述样品台上端开孔并焊套所述连接装置；样品台设有2对直径4mm通孔以及7mm中心通孔，在背侧开槽中设有温度计固定孔。
6.根据权利要求1或5所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述样品台设有连接柱，在连接柱上开有固定螺孔，所述的载物台的底端固定在所述的固定螺孔内，在连接柱上紧贴有云母片，在云母片上缠绕有加热丝。
7.根据权利要求6所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述样品台正面开槽便于固定样品，防止样品翻转破坏光束相干性，光束相干性于开槽处安置毛玻璃检测其干涉条纹。
8.根据权利要求7所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：在所述样品台外部安装紫铜屏蔽罩，减小外部电磁干扰，紫铜屏蔽罩与样品台通过螺纹配合。
9.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述温控模块包括铂温度计、加热丝和外接温控仪。
10.根据权利要求9所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述加热丝与所述铂温度计的导线经过样品台中心通孔穿过样品台引至样品台背侧开槽，加热丝与所述铂温度计的导线在样品台正面由上下两片聚四氟乙烯导线固定片固定，并在所述聚四氟乙烯导线固定片之间设有上下两片导线屏蔽片，所述铂温度计安装在所述样品台背侧开槽中，并通过温度计固定孔固定。
...【技术特征摘要】
1.一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：包括可调节相干光束发射装置、连接装置、温控模块、信号反馈模块、样品台和真空组件；所述可调节相干光束发射装置通过连接装置连接样品台和温控模块；信号反馈模块通过外接waynekerr介电常数测试仪收集样品测试中获得的电学信号；真空组件包括真空阀，防止空气氛围产生凝结影响相干光束。
2.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述可调节相干光束发射装置由激光发射器、可调半透半反射镜、补偿器、可调全反射镜和双侧等距扩束器构成。
3.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述连接装置包括不锈钢空心管、接口法兰、固定盲板、密封圈和防热辐射片。
4.根据权利要求1或3所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：连接装置主体由900mm不锈钢空心管构成，其上端焊套kf25hnu40接口法兰，内侧橡胶密固定线路，设有固定盲板螺栓连接；不锈钢空心管底端开有开口，连接导线及光纤通过开口伸入不锈钢空心管内部，并从下端穿出，上端与sma接头连接，底端固定不锈钢空心管固定卡，通过不锈钢空心管固定卡与防热辐射片连接。
5.根据权利要求1所述的一种由相干光束调制的原位非接触式可变温性能测试样品杆，其特征在于：所述样品台上端开孔并焊套所...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔益民，李瑞，张若轩，陈彦，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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