[发明专利]一种调控显微拉曼光谱仪测试气氛的装置

说明书

技术领域

本发明涉及显微拉曼光谱仪测试技术领域，特别是一种常温、常压下调控显微拉曼光谱仪测试气氛的装置。

背景技术

拉曼光谱是一项重要的现代光谱技术，广泛地应用于物理、化学、生物学、材料科学、环境科学、石油化工等领域，是研究物质分子结构的有力工具。拉曼光谱测试具有样品需求量少、样品损伤小、制样简单、可利用显微光路系统对样品进行微区检测等特点，日益受到科研工作者的重视。作为一种常规的测试仪器，目前国内很多单位都拥有了显微拉曼光谱仪。

拉曼光谱仪在测量低波数拉曼信号较弱的样品时，样品表面空气所产生的转动峰(50-150cm-1之间)，对测试结果影响很大。窗口式样品台是目前公认的调节被测试样品所处气氛环境有效装置。如Linkam公司TS-1500、TS-600样品台，将样品置于其中，充入特定的气体，调节样品周围的气氛环境，可以完全消除拉曼光谱测试中空气干扰。但窗口式样品台由于其窗口结构的局限性，显微镜物镜无法贴近样品表面，只能采用长工作距离、数值孔径较小的物镜，拉曼信号的测量损失非常大。例：Nikon公司50倍与20倍长工作距离物镜，工作距离分别达到9mm与21mm，能够满足窗口式样品台的测试要求，其数值孔径(N.A)分别为0.5、0.3。与数值孔径为0.9，工作距离0.2mm的100倍物镜相比，其信号强度分别降低75％与85％。而且窗口材料自身也会损失来源于样品的拉曼信号，因此采用窗口式样品台调节被测样品的气氛，对于本征信号较弱的拉曼光谱测试显然是不合适的。

发明内容

本发明提供了一种既能够调控测试样品气氛，又能够使用超短工作距离、大数值孔径的物镜来提高拉曼信号测试强度的装置。

本发明采用的技术方案为：该装置包括样品台底座和物镜，密封法兰由快装螺丝固定在样品台底座上，并在密封法兰与样品台底座之间设置密封圈；密封罩一端与物镜相连，另一端固定于密封法兰上；在密封罩上设置气路上接口，在样品台底座的侧壁设置气路下接口。

所述密封罩为柔性、透明、具有伸缩性的有机薄膜材料，既可以使物镜与样品台底座密封连接，又可以使二者相对自由移动。

所述气路上接口设置在密封罩的上部。

所述气路下接口设置在样品台底座的侧壁下部。

本发明具有如下技术优点：

1、物镜与被测样品间没有任何窗口障碍，物镜可直接贴近被测样品表面，可直接使用超短工作距离(＜0.2mm)、大数值孔径物镜，有利于提高拉曼信号检测强度。

2、采用可移动密封机构，满足样品台与物镜在测试过程中二者相对移动的需求。其中Z轴的移动是通过显微镜的物镜或样品台上下移动实现，X/Y轴移动通过样品台所处工作台水平移动来实现。

3、样品台与物镜之间形成封闭空间，且设有上、下气路接口，可以根据充入气体的比重任意设定近、出气口，可快速使样品台内达到较高的气氛纯度，改变样品周围气氛环境。

4、可移动密封罩的密封法兰通过快装螺丝固定于样品台底座上，装、取样品快捷方便。

附图说明

图1为本发明所述装置的结构示意图；

图2为所述装置用于HR800显微拉曼光谱仪，充入不同气氛时的对比测试结果。

图中标号：

1-物镜；2-密封罩；3-密封法兰；4-快装螺丝；5-气路下接口；6-定位孔；7-气路上接口；8-被测样品；9-密封圈；10-样品台底座；11-拉曼光谱仪工作台

具体实施方式

本发明提供了一种调控显微拉曼光谱仪测试气氛的装置，下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1所示，该装置包括样品台底座10和物镜1，密封法兰3由快装螺丝4固定在样品台底座10上，并在密封法兰3与样品台底座10之间设置密封圈9；密封罩2一端与物镜1相连，另一端固定于密封法兰3上；在密封罩2上设置气路上接口7，在样品台底座10的侧壁设置气路下接口5。密封罩2为柔性、透明、具有伸缩性的有机薄膜材料，既可以使物镜与样品台底座密封连接，又可以使二者相对自由移动。安装好上述部件后，样品台底座10放置在拉曼光谱仪工作台11上，由定位孔6进行定位。被测样品8放置在样品台底座10的中心底部，由物镜1进行观测。