[发明专利]套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置及其应用

说明书

本发明涉及一种套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置，该装置包括透镜焦距调节转接筒、透镜焦距调节变径筒和焦距透镜内置筒。透镜焦距调节转接筒的顶部设有光源光纤入口，其底部与透镜焦距调节变径筒相连，该透镜焦距调节变径筒与焦距透镜内置筒套接在一起；焦距透镜内置筒的一侧设有透镜焦距调节螺丝，其内设有光学聚焦透镜，其底部通过轴向360度调整螺丝连有X射线光电子能谱仪光学窗口转接头。本发明能够有效调节光照‑X射线光电子能谱同步分析测试装置中入射光的光斑大小及方向，使入射光的光束精准照射于需要进行同步光照‑X射线光电子能谱检测的样品表面。

技术领域

本发明涉及光照-X射线光电子能谱同步分析测试领域，尤其涉及套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置及其应用。

背景技术

X射线光电子能谱技术，简称XPS，它是基于光电效应而发展起来的一种重要的表面分析手段，主要用于检测材料表面1nm到10nm范围内元素组成及其化合态等信息。目前已成为材料表面科学研究最重要的手段之一，被广泛应用于化学分析、材料开发应用研究、物理理论探讨等学术领域。

半导体材料在解决当今所面临的能源和环境问题方面具有极其重要的作用，其在光照时会产生光生电子-空穴对并发生定向分离与迁移，光生电子参与还原反应，而光生空穴参与氧化反应，因而探索光生电荷在半导体不同元素间的定向分离及迁移对其光催化和光电转化性能及稳定性研究等具有重要意义。

中国专利《光照-X射线光电子能谱同步分析测试装置》（专利号：201520953338.9）通过X射线和可见光两种激发光源同步照射和精确分析，可实时观测半导体材料光生电荷分离态的生成与湮灭过程，做到光激发时半导体材料内部电荷分离及迁移的实时探测与表征，为构建具有高性能半导体材料提供技术支持。然而，光照-X射线光电子能谱同步分析测试装置无法对各类外载光源激发的入射光被引入X射线光电子能谱仪真空腔室后形成的入射光束光斑大小及方向进行精准调节，使各类外载光源激发的入射光光束无法精准地照射于需要进行同步光照-X射线光电子能谱检测的半导体样品表面。因此，亟需解决光照-X射线光电子能谱同步分析测试装置入射光光斑大小及方向的精准控制问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现光照-X射线光电子能谱同步分析测试装置入射光光斑大小及方向精准控制的套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置及其应用。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置的应用。

为解决上述问题，本发明所述的套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置，其特征在于：该装置包括透镜焦距调节转接筒、透镜焦距调节变径筒和焦距透镜内置筒；所述透镜焦距调节转接筒的顶部设有光源光纤入口，其底部与所述透镜焦距调节变径筒相连，该透镜焦距调节变径筒与所述焦距透镜内置筒套接在一起；所述焦距透镜内置筒的一侧设有透镜焦距调节螺丝，其内设有光学聚焦透镜，其底部通过轴向360度调整螺丝连有X射线光电子能谱仪光学窗口转接头。

所述外载光源系统是指太阳能模拟器、氙灯、LED光源、激光器中的一种。

所述太阳能模拟器所提供光源的波长范围为180 nm~3000 nm，强度为1~1000 mW/cm²。

所述氙灯所提供光源的波长范围为 190 nm~1100 nm，强度为 1~2000 mW/ cm²。

所述 LED 光源所提供光源的波长范围为 180 nm~3000 nm，强度为 1~1000 mW/cm²。

所述激光器所提供光源的波长范围为 180 nm~3000 nm，强度为 1~10¹⁵ mW/ cm²。

如上所述的套嵌式多级光学聚焦头及万向节式光源探头装置的应用，包括以下步骤：