申請?zhí)枺?01320830307.5

　　申請人：中國工程物理研究院流體物理研究所

　　摘要：本實用新型涉及非接觸式測量領(lǐng)域，尤其是涉及測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置。本實用新型針對目前尚無有效的方法對金剛石壓砧在高溫高壓條件下的形變進(jìn)行測量、難以滿足在DAC加載條件下對樣品厚度進(jìn)行原位精確測量的問題，提供一種測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，具體通過探測光發(fā)射光路、信號接收光路以及信號處理計算機(jī)來實現(xiàn)；所述探測光發(fā)射光路提供寬譜帶探測光，所述信號接收光路收集從金剛石壓砧前臺面返回的信號光和從其后臺面返回的參考光，兩束光在信號接收光路的光纖光譜儀中發(fā)生頻譜干涉；通過計算機(jī)處理光纖光譜儀輸出的頻譜干涉信號，獲得金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下的形變。

　　主權(quán)利要求：1.一種測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于包括探測光發(fā)射光路、信號接收光路以及信號處理計算機(jī)；所述探測光發(fā)射光路與信號接收光路通過光學(xué)元器件連接，信號接收光路中的光纖光譜儀與信號處理計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述探測光發(fā)射光路包括： 帶尾纖的寬帶光源，用于發(fā)出探測光； 光纖環(huán)形器，通過光纖環(huán)形器第一端口將寬帶光源輸入的探測光，從光纖環(huán)形器第二端口輸出； 光纖準(zhǔn)直器，用于將光纖環(huán)形器第二端口輸出的探測光轉(zhuǎn)變成自由空間傳輸?shù)臏?zhǔn)直光，并通過光纖準(zhǔn)直器帶增透膜一端輸出； 顯微物鏡，用于將光纖準(zhǔn)直器輸出的準(zhǔn)直光聚焦到金剛石壓砧前臺面； 其中所述寬帶光源與光纖環(huán)形器第一端口連接，光纖環(huán)形器第二端口與光纖準(zhǔn)直器光連接。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述信號接收光路包括： 顯微物鏡，用于收集從金剛石壓砧后臺面返回的參考光和從其前臺面返回的信號光； 光纖準(zhǔn)直器，用于將顯微物鏡收集的參考光和信號光耦合進(jìn)入光纖，并通過光纖準(zhǔn)直器帶尾纖一端輸出； 光纖環(huán)形器，光纖環(huán)形器第二端口與光纖準(zhǔn)直器帶尾纖一端連接，光纖環(huán)形器第三端口與光纖光譜儀光連接，將收集的參考光和信號光從光纖環(huán)形器第三端口輸出； 光纖光譜儀，用于接收光纖環(huán)形器第三端口輸出的參考光和信號光，并記錄參考光和信號光在頻譜域內(nèi)發(fā)生的頻譜干涉信號； 信號處理計算機(jī)，對光纖光譜儀輸出的頻譜干涉信號進(jìn)行處理，獲得金剛 石圧砧在極端高溫高壓條件下的形變。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述寬帶光源是中心波長為1550nm的寬譜帶光源，譜線寬度不小于30nm或者是譜線寬度不小于30nm的普通自發(fā)輻射光源，功率不小于30mW。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述顯微物鏡工作距離大于20mm，放大倍數(shù)不小于10倍。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述光纖光譜儀分辨率高于20pm，可用一般光譜儀代替。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于還包括輔助成像光路，用于輔助探測光發(fā)射光路以及信號接收光路的調(diào)節(jié)，并監(jiān)測金剛石壓砧形變的測量位置。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量金剛石壓砧在極端高溫高壓條件下形變的裝置，其特征在于所述輔助成像光路包括照明光源、小孔、第一透鏡、第一寬帶分光鏡、第二寬帶分光鏡、第二透鏡、電荷耦合探測器；通過調(diào)節(jié)小孔、第一透鏡的相對位置，使得所述照明光源發(fā)出的照明光經(jīng)過小孔、第一透鏡后形成平行光束，然后經(jīng)過第一寬帶分光鏡、第二寬帶分光鏡后，被顯微物鏡聚焦到金剛石壓砧前臺面上；聚焦位置經(jīng)過顯微物鏡、第二寬帶分光鏡、第一寬帶分光鏡、第二透鏡后成像于電荷耦合探測器中，通過電荷耦合探測器完整觀察到金剛石壓砧前臺面的像；其中所述第二寬帶分光鏡放置于顯微物鏡與光纖準(zhǔn)直器之間，第二寬帶分光鏡用于輔助調(diào)節(jié)光纖準(zhǔn)直器的位置；所述第一寬帶分光鏡與第二寬帶分光鏡之間距離不小于10cm，第一寬帶分光鏡與第二寬帶分光鏡介質(zhì)分光膜面相互平行；第一寬帶分光鏡與第二寬帶分光鏡、第一透鏡、小孔共光軸，第一寬帶分光鏡的通光表面與該光軸垂直；第二寬帶分光鏡與 光纖準(zhǔn)直器、顯微物鏡共光軸，第二寬帶分光鏡的通光表面與該光軸垂直；第一寬帶分光鏡與第二透鏡、電荷耦合探測器共光軸，且該光軸垂直于第一寬帶分光鏡的通光表面。