膠體晶體生長檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種膠體晶體生長檢測裝置，所述膠體晶體生長檢測裝置具體包括：主激光器，用于發射激光；換位設備，所述換位設備包括多個容置膠體晶體的樣品倉，所述換位設備用于切換所述樣品倉；第一攝像頭，用于獲取激光通過膠體晶體后的衍射圖像；第二攝像頭，用于通過屏幕獲取膠體晶體的形態圖像；控制設備，分別與所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭相連接，用于控制所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭。本發明膠體晶體生長檢測裝置包括多個激光器，換位設備可以切換多個容置膠體晶體的樣品倉，從而利用多個攝像頭實現多種膠體生長的檢測。
【專利說明】膠體晶體生長檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種膠體晶體生長檢測裝置，尤其涉及一種在微重力環境下的膠體晶體生長檢測裝置。
【背景技術】
[0002]膠體晶體(colloidal crystal)是指由亞微米級(submicro)或納米級(nano)的膠體微球分散在溶劑中經過特定的排列方式構成的類似于晶體結構的有序體系。膠體晶體已成為當前研究熱點之一。
[0003]膠體有序相變的研究意義在于，可用放大了幾個數量級的膠體粒子代替原子構成類似于原子晶體的有序結構。與原子晶體相比，膠體晶體在觀察的空間和時間分辨率上都有幾個數量級的放大，從而可以利用它作為模型體系研究許多原子晶體無法研究的過程。
[0004]現有技術的膠體晶體生長檢測裝置對膠體晶體的生長檢測非常簡單，無法實現多種膠體生長的檢測。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種膠體晶體檢測裝置，以實現多種膠體生長的檢測。
[0006]為實現上述目的，本發明提供了一種膠體晶體檢測裝置，所述膠體晶體生長檢測裝置具體包括:
[0007]主激光器,用于發射激光；
[0008]換位設備，所述換位設備包括多個容置膠體晶體的樣品倉，所述換位設備用于切換所述樣品倉；
[0009]第一攝像頭，用于獲取激光通過膠體晶體后的衍射圖像；
[0010]第二攝像頭，用于通過屏幕獲取膠體晶體的形態圖像；
[0011]控制設備，分別與所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭相連接，用于控制所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭。
[0012]所述膠體晶體生長檢測裝置還包括分光棱鏡，所述主激光器發射的激光通過所述分光棱鏡投射入所述樣品倉容置的所述膠體晶體。所述膠體晶體生長檢測裝置還包括備激光器，所述備激光器發射的激光通過所述分光棱鏡投射入所述樣品倉容置的所述膠體晶體。所述主激光器和備激光器包括:激光發射器、濾光片、空間濾波器、準直棱鏡、光欄和匯聚透鏡。
[0013]所述第一攝像頭和第二攝像頭利用電荷耦合元件實現。所述膠體晶體生長檢測裝置還包括白光照明器，用于照射所述樣品倉容置的所述膠體晶體。所述白光照明器通過白光發光二極管實現。
[0014]所述換位設備還包括加熱器，與所述控制設備相連接。所述換位設備還包括攪拌器，與所述控制設備相連接。所述換位設備還包括電極板，與所述控制設備相連接。[0015]本發明膠體晶體檢測裝置包括多個激光器，換位設備可以切換多個容置膠體晶體的樣品倉，從而利用多個攝像頭實現多種膠體生長的檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明膠體晶體檢測裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。 [0018]由于膠體顆粒尺寸上比原子晶體大幾個數量級，與重力相比，其顆粒間的作用力與原子比相對較弱，重力對其結晶過程與結晶結構產生決定性的影響。比如，重力會導致沉降，當膠體顆粒沉淀到樣品瓶的底部時便引起結晶的產生。
[0019]在重力場中發生沉降過程后，結晶發生前便有一層液體會在容器底部生成。這前兩層液體在重力場下進行一階轉換。當沉降具有較高的Peclet系數時(重力與熱效應之比)，布朗運動的影響減少了，類似于系統的單層晶體便形成了。當Peclet系數較低時，膠體晶體向外延展。重力還會加速“玻璃化”系統的老化過程，減少晶體成核時間和玻璃轉化
山/又o
[0020]鑒于重力對膠體晶體的結晶有如此重要的影響，在減少重力影響的環境下進行實驗引起了各國科學家的興趣。根據萬有引力定律，完全的零重力環境是不存在的，各種條件下的微重力膠體晶體實驗逐漸展開。
[0021]本發明膠體晶體檢測裝置在微重力環境下研究帶電膠體晶體的生長過程。在空間微重力環境研究三種體系膠體溶液的結晶，即兩種復合膠體晶體和一種單組分膠體晶體在自然結晶條件下結晶(模式二)，通過記錄激光衍射和白光照明下晶體形態隨時間的演化，分析膠體晶體的結晶過程。并通過記錄激光衍射和白光照明下晶體形態研究膠體晶體結構隨溫度(35-60°C )和隨平板間電壓(0.5-2.5V)的變化(模式一)，研究膠體晶體的相變。每個樣品的都按照模式一 /模式二的設計順序進行，并結合數據注入方式改變進程。樣品不回收，采用實時觀察方式進行，結果為衍射圖像和形態圖像。
[0022]圖1為本發明膠體晶體檢測裝置的示意圖，如圖所示本發明膠體晶體檢測裝置100具體包括:主激光器111、換位設備120、第一攝像頭131、第二攝像頭132、控制設備140。
[0023]主激光器111用于發射激光；換位設備120包括多個容置膠體晶體的樣品倉121，換位設備120用于切換樣品倉121 ;第一攝像頭131用于獲取激光通過膠體晶體后的衍射圖像；第二攝像頭132用于通過屏幕獲取膠體晶體的形態圖像；控制設備140分別與主激光設備111、換位設備120、第一攝像頭131和第二攝像頭132相連接，用于控制主激光設備111、換彳1/ 設備120、弟一攝像頭131和弟二攝像頭132。
[0024]再如圖1所示，本發明的膠體晶體生長檢測裝置100還包括分光棱鏡150和備激光器112。主激光器111發射的激光通過分光棱鏡150投射入樣品倉121容置的膠體晶體。備激光器112發射的激光也通過分光棱鏡150投射入樣品倉121容置的膠體晶體。
[0025]主激光器111和備激光器112具體包括:激光發射器、濾光片、空間濾波器、準直棱鏡、光欄和匯聚透鏡。弟一攝像頭131和弟二攝像頭132可以利用電荷稱合兀件實現。[0026]第二攝像頭132在獲取膠體晶體的形態圖像的時候，需要白光照明設備照射在膠體晶體上，本發明利用白光照明器照射樣品倉容置的膠體晶體，而白光照明器可以通過白光發光二極管(Light Emitting Diode, LED)實現。
[0027]在換位設備120中還包括加熱器、攪拌器和電極板。加熱器與控制設備相連接，其作用是用來加熱樣品倉內的膠體晶體；攪拌器也與控制設備相連接，用來攪拌樣品倉內的膠體晶體；而電極板同樣與控制設備相連接，其作用是對樣品倉內的膠體晶體加載電壓。
[0028]本發明膠體晶體生長檢測裝置100由1394通信電纜與目標飛行器的公用系統200相連。有效載荷配電器提供I路十28V工作電源和I路十29V繼電器供電，2路均直接提供給膠體晶體生長檢測裝置100。
[0029]控制設備140采集兩路CXD的圖像信號，并通過1394接口把圖像數據傳送給公用系統200。控制設備140還控制換位設備和樣品注入、過程中樣品的溫度、主備激光器切換。
[0030]第一攝像頭和第二攝像頭為膠體晶體衍射圖像和形態圖像的獲取。衍射圖像部分包含激光照明控制、衍射光路搭建和衍射黑白C⑶部分；形態圖像包含LED白光照明控制和形態彩色電荷稱合元件(Charge-coupled Device,CCD)部分。另外針對三個不同體系樣品進行，由于空間和功耗限制，本發明的換位設備使某個樣品處于特定光路位置。[0031]本發明是膠體晶體在微重力環境下隨溫度變化、電場變化和剪切力影響下的結晶過程，控制設備實現對膠體晶體樣品的高精度溫度控制、電場控制和攪拌控制。
[0032]控制設備里的1394通信模塊負責與共用系統進行通信，同時負責與成像CXD的接口控制。
[0033]本發明可以設置多個樣品倉，例如三個，每個樣品倉里容置膠體晶體，膠體晶體材料及配比情況如所表1所示。
[0034]表1
[0035]
【權利要求】
1.一種膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述膠體晶體生長檢測裝置具體包括: 主激光器，用于發射激光； 換位設備，所述換位設備包括多個容置膠體晶體的樣品倉，所述換位設備用于切換所述樣品倉； 第一攝像頭，用于獲取激光通過膠體晶體后的衍射圖像； 第二攝像頭，用于通過屏幕獲取膠體晶體的形態圖像； 控制設備，分別與所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭相連接，用于控制所述主激光設備、換位設備、第一攝像頭和第二攝像頭。
2.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述膠體晶體生長檢測裝置還包括分光棱鏡，所述主激光器發射的激光通過所述分光棱鏡投射入所述樣品倉容置的所述膠體晶體。
3.根據權利要求2所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述膠體晶體生長檢測裝置還包括備激光器，所述備激光器發射的激光通過所述分光棱鏡投射入所述樣品倉容置的所述膠體晶體。
4.根據權利要求3所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述主激光器和備激光器包括:激光發射器、濾光片、空間濾波器、準直棱鏡、光欄和匯聚透鏡。
5.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述第一攝像頭和第二攝像頭利用電荷耦合元件實現。
6.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述膠體晶體生長檢測裝置還包括白光照明器，用于照射所述樣品倉容置的所述膠體晶體。
7.根據權利要求6所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述白光照明器通過白光發光二極管實現。
8.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述換位設備還包括加熱器，與所述控制設備相連接。
9.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述換位設備還包括攪拌器，與所述控制設備相連接。
10.根據權利要求1所述的膠體晶體生長檢測裝置，其特征在于，所述換位設備還包括電極板，與所述控制設備相連接。
【文檔編號】G01N21/84GK103645192SQ201310699642
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】孫志斌, 曹松, 楊皓, 翟永亮, 王超, 李維寧, 楊捍東, 蔣遠大, 翟光杰, 李明 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心