1.本实用新型涉及一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，属于碳纳米技术领域。
背景技术：
2.单壁碳纳米管(single walled carbon nanotubes,swnts)的几何结构可以看作是由单层石墨烯卷曲而成，其具有优异的电学、力学、光学等性质。这些性质使得单壁碳纳米管应用于多种领域，包括传感器，高频振荡器，纳米级镊子，甚至航天器主体。为了实现规模化应用并为社会创造财富和价值，研究者需要对它进行更多方面更深层次的研究，因此在不同环境下单壁碳纳米管的简单快速表征是必要的条件。目前常用的分析碳纳米管的手段有透射电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等方法，透射电子显微镜是通过把聚焦电子束投射到样品上，分析透过样品的透射电子束或衍射电子束所形成的图像实现对样品的表征。但是对样品的制备要求高，同时会造成样品损伤；扫描隧道显微镜是利用量子隧穿效应，通过电荷慢慢扫描样品得出相应的图像，该方法能够提供碳纳米管的表面形貌和态密度，但表征条件要求苛刻，不适合大规模表征，缺乏实用性；原子力显微镜利用原子间距离小到一定程度以后，原子间的作用力将迅速上升的原理来研究物质的表面结构及性质，该方法能够在平整基底上得到碳纳米管的管径信息，导电原子力显微镜能够确定样品的金属性或半导体性，然而得到管径的准确性局限在相对值，绝对值也存在一定偏差，上述方法均难以很好地满足实验的需要。
3.金刚石对顶砧是超高压物理实验领域中用于研究百万大气压下物质性质的关键设备，被应用于地球科学、凝聚态物理学、化学及材料学等领域研究物质在高温高压环境下的特性。因此，如何研发一款结构简单、操作便捷的光学检测装置，将金刚石对顶砧应用于单壁碳纳米管的检测，以获得单壁碳纳米管在高压形变及恢复过程中的特性，成为了行业内亟待解决的课题。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于，提供一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置。本实用新型可以获得单壁碳纳米管在高压形变及恢复过程中的特性；此外，本实用新型结构简单，成本低廉，只需进行一次光路调试，操作步骤简便，检测结果准确。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案如下：一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，包括激光发射器，激光发射器的发射方向上设有增强自发辐射抑制滤波器，增强自发辐射抑制滤波器的发射方向上依次设有第一平面凸镜和金刚石对顶砧，单壁碳纳米管内置在金刚石对顶砧中，金刚石对顶砧的散射方向上依次设有偏振器、第二平面凸镜和超窄陷波滤波器，超窄陷波滤波器的发射方向上依次设有第三平面凸镜和光栅系统，光栅系统的反射方向上设有电子倍增ccd。
6.上述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，所述超窄陷波滤波器
包括外壳体，外壳体内沿光路方向依次设有第一凸透镜、第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第二凸透镜、50μm 小孔和第三凸透镜。
7.前述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，所述光栅系统包括朝向第三平面凸镜方向的第一单色仪内部透镜，第一单色仪内部透镜的出光方向上设有倾斜设置的光栅，光栅的反射方向上设有第二单色仪内部透镜，第二单色仪内部透镜出光端朝向电子倍增 ccd。
8.前述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，所述激光发射器的发射光源为532mm的单频激光。
9.与现有技术相比，本实用新型将单壁碳纳米管置入用于调节压力和温度的金刚石对顶砧中，单壁碳纳米管在受到金刚石对顶砧的高压后会缓慢恢复，过程中激光发射器发射的入射激光经过增强自发辐射抑制滤波器的过滤后再经第一平面凸镜发射至单壁碳纳米管形成拉曼散射，散射光随后经偏振器和第二平面凸镜到达超窄陷波滤波器，超窄陷波滤波器过滤散射光中的瑞利散射，保留超低频区域信号通过；超低频区域信号经过第三平面凸镜和光栅系统后进入电子倍增 ccd，电子倍增ccd快速地探测信号并增强信号噪音比，最后获得单壁碳纳米管在高压形变及恢复过程中的特性；同时本实用新型结构简单，成本低廉，只需进行一次光路调试，操作步骤简便，检测结果准确。
附图说明
10.图1是本实用新型的结构示意图；
11.图2是本实用新型超窄陷波滤波器的结构示意图。
12.附图标记
13.1、激光发射器；2、增强自发辐射抑制滤波器；3、第一平面凸镜；4、金刚石对顶砧；5、偏振器；6、第二平面凸镜；7、超窄陷波滤波器；8、第三平面凸镜；9、光栅系统；10
‑
电子倍增ccd；11
‑
外壳体；12
‑
第一凸透镜；13
‑
第一体布拉格光栅；14
‑
第二凸透镜；15
‑
50 μm小孔；16
‑
第三凸透镜；17
‑
第一单色仪内部透镜；18
‑
光栅；19
‑ꢀ
第二单色仪内部透镜；20
‑
第二体布拉格光栅；30
‑
单壁碳纳米管。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
15.实施例：一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置,如附图1所示，将单壁碳纳米管30置入用于调节压力和温度的金刚石对顶砧4中，单壁碳纳米管30在受到金刚石对顶砧4的高压后会缓慢恢复，过程中激光发射器1发射的532mm单频入射激光经过增强自发辐射抑制滤波器2的过滤后再经第一平面凸镜3发射至单壁碳纳米管30形成拉曼散射，散射光随后经偏振器5和第二平面凸镜6到达超窄陷波滤波器7，如附图2所示，超窄陷波滤波器7包括外壳体11，外壳体11内沿光路方向依次设有第一凸透镜12、第一体布拉格光栅 13、第二体布拉格光栅20、第二凸透镜14、50μm小孔15和第三凸透镜16，通过校准第一体布拉格光栅13和第二体布拉格光栅20 与入射光的角度的方法，能够优质地过滤瑞利散射，从而最大化的保留超低频区域信号透过；超低频区域信号经过第三平面凸镜8和光栅系统9后
进入电子倍增ccd10，电子倍增ccd10快速地探测信号并增强信号噪音比，最后获得单壁碳纳米管30在高压形变及恢复过程中的特性，所述光栅系统9包括朝向第三平面凸镜8方向的第一单色仪内部透镜17，第一单色仪内部透镜17的出光方向上设有倾斜设置的光栅18，光栅18的反射方向上设有第二单色仪内部透镜19，第二单色仪内部透镜19出光端朝向电子倍增ccd10。
技术特征：
1.一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，其特征在于：包括激光发射器(1)，激光发射器(1)的发射方向上设有增强自发辐射抑制滤波器(2)，增强自发辐射抑制滤波器(2)的发射方向上依次设有第一平面凸镜(3)和金刚石对顶砧(4)，单壁碳纳米管(30)内置在金刚石对顶砧(4)中，金刚石对顶砧(4)的散射方向上依次设有偏振器(5)、第二平面凸镜(6)和超窄陷波滤波器(7)，超窄陷波滤波器(7)的发射方向上依次设有第三平面凸镜(8)和光栅系统(9)，光栅系统(9)的反射方向上设有电子倍增ccd(10)。2.根据权利要求1所述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，其特征在于：所述超窄陷波滤波器(7)包括外壳体(11)，外壳体(11)内沿光路方向依次设有第一凸透镜(12)、第一体布拉格光栅(13)、第二体布拉格光栅(20)、第二凸透镜(14)、50μm小孔(15)和第三凸透镜(16)。3.根据权利要求1所述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，其特征在于：所述光栅系统(9)包括朝向第三平面凸镜(8)方向的第一单色仪内部透镜(17)，第一单色仪内部透镜(17)的出光方向上设有倾斜设置的光栅(18)，光栅(18)的反射方向上设有第二单色仪内部透镜(19)，第二单色仪内部透镜(19)出光端朝向电子倍增ccd(10)。4.根据权利要求1所述的一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，其特征在于：所述激光发射器(1)的发射光源为532mm的单频激光。
技术总结
本实用新型公开了一种检测单壁碳纳米管高压形变及恢复过程的装置，包括激光发射器(1)，激光发射器(1)的发射方向上设有增强自发辐射抑制滤波器(2)，增强自发辐射抑制滤波器(2)的发射方向上依次设有第一平面凸镜(3)和用于调节压力和温度的金刚石对顶砧(4)，金刚石对顶砧(4)的散射方向上依次设有偏振器(5)、第二平面凸镜(6)和超窄陷波滤波器(7)；本实用新型可以获得单壁碳纳米管在高压形变及恢复过程中的特性；此外，本实用新型结构简单，成本低廉，只需进行一次光路调试，操作步骤简便，检测结果准确。测结果准确。测结果准确。
技术研发人员：吴家伟 沈艳婷 蒋兹钰 童鑫 冯彩云
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021/11/5
再多了解一些
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