[发明专利]高温Schlieren-微分干涉显微镜实时观察记录仪

说明书

本发明涉及晶体生长领域，特别是涉及一种供生长过程研究用的高温Schlieren-微分干涉显微镜实时观察记录仪。

1）光学显微镜观察晶体表面形貌是常用的一种实验手段。微分干涉显微镜（DIM）有纵向高分辨率（10A），倍受青睐。但作为以熔体为观察对象的显微镜，必须克服由于液面弯曲而产生的光象差。（“Contrlbutlons    to    Interference    Microscopy”Hllger    Watls    1964，P394）。

2）Schlieren方法是一种观察透明液体运动的光学方法。国外有用这种方法观察水溶液晶体生长时界面附近流体运动状态的报导。但由于Schlieren法的光源与显微镜观察光源互相垂直，因此，只能观察界面附近流体运动，不能观察界面生长状态。（J.Crystal    Growth    89（1988）177-188）。

晶体生长是热量和质量输运过程和界面生长过程的耦合效应，但至今仍缺乏一种能同时观察和记录晶体界面生长形貌和界面附近流体运动实时状态的设备。另一方面，高科技需要的单晶材料的熔点都在1000℃以上，因此，高温的实时观察设备更是目前晶体生长中迫切需要解决的一个技术问题;空间晶体生长是目前晶体生长界的一个热门课题，至今也尚未解决适合空间晶体生长过程观察用的有关设备。

本发明的目的在于建立一套能实时观察和记录高温晶体生长界面运动和其附近熔体流动（扩散和对流）的设备。既可对低温晶体，也可对高温晶体生长界面运动和其附近熔体流动的观察和记录。

以下结合附图，说明本发明的主要技术内容：

图1是本发明实时观察记录仪的全貌。它由三部分组成：

（1）实时观察系统（由Schlleren-微分干涉显微镜C和高温加热试样台A组成）它是本发明的核心;

（2）监视器B和摄像机D组成摄像系统;

（3）测温和控温系统（E和F）。

图2是本设备光路系统和楔形遮光板K的示意图。遮光板K（材料为不锈钢）和改变液膜厚度的方法，是本发明的关键。

图3是加热台A内线圈1示意图。改变1的结构，即可得到不同的温场分布。改变线圈1的粗细，并保持液膜厚度的均匀性即可得到清晰图象。

图4和图5分别是晶体生长以及附近流体的扩散和对流过程的状况。照片是从监视器上摄下的。

本发明的效果如下：

本设备的设计和制备有其独特性：重量轻、适用温度范围宽，室温-1500℃，能实时并同时观察高温熔体生长时界面生长和流体运动。

表1为本发明与现有技术的比较：

Schlieren-微分干涉显微镜与国外Schlieren技术的对照表