【摘 要】
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近年来,以显微拉曼系统为代表的光谱力学仪器成为当今机械、光学与力学相交叉研究的基础实验平台。在光谱力学实验中,往往需要通过精准调控系统各光机部件的角度与位移,以构造不同的探测模式和几何构型,实现全面多维地分析材料的应力/应变或微观结构信息。然而,已有的各类商用化、科研级仪器测量模式固定且开放度低,难以适应固体力学实验前沿研究的需求。为此,本文开展了光谱力学仪器中的位移与角度分辨装置的硬件设计与电动
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近年来,以显微拉曼系统为代表的光谱力学仪器成为当今机械、光学与力学相交叉研究的基础实验平台。在光谱力学实验中,往往需要通过精准调控系统各光机部件的角度与位移,以构造不同的探测模式和几何构型,实现全面多维地分析材料的应力/应变或微观结构信息。然而,已有的各类商用化、科研级仪器测量模式固定且开放度低,难以适应固体力学实验前沿研究的需求。为此,本文开展了光谱力学仪器中的位移与角度分辨装置的硬件设计与电动控制软件开发。本文首先设计研制了电动偏振控制装置及其控制程序、标定模块以及修正算法,实现了系统入散射光偏振方向的角度分辨连续、自动与精准控制,具备了面向大多数显微光谱系统的兼容性。本文设计研制了斜向Raman/PL光谱探测模块,包含封闭盒式光路和角分辨探测调整装置,并在倾转角均调控的模式下验证了该模块对其光谱测量与应力表征的稳定性、可靠性与兼容性。本文开发了多自由度样品台位移电动控制模块,并结合软件界面开发、自动聚焦与原位识别算法,通过同轴度矫正以及空间坐标重定位,实现了复杂机械运动下样品测点在空间上的位移与角度的精确定位。本文基于所研制的电动偏振控制装置、斜向Raman/PL光谱探测模块以及样品台位移控制模块构建了联用系统,开展了各系统组合装配、联用功能调试以及电动控制面板整合等工作,实现了对样品原位角度分辨与区域扫描光谱力学测量。
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