Go To Top

Проточный криостат для оптической микроскопии


1LT3-OM разработан для оптической микро- и спектроскопии. Он имеет уникальные характеристики, не встречающи-еся в других криостатах. Помимо этого, он имеет проходной размер всего 1.52 дюйма (3.87 см), что позволяет использовать его практически с любыми микроскопами. LT3-OM имеет непрерывно регулируемый держатель образца, позволяющий пользователю точно настраивать положение образца в рамках рабочей области его микроско-пической системы.

 

Описание

Вакуумный экран LT3-OM полностью сконструирован из нержавеющей стали - для большей чистоты вакуума вокруг образца. Отделка из полированной прочной нержавеющей стали ограничивает остаточное давление паров воды и снижает вероятность формирования монослоя воды на поверхности образца.

LT3-OM имеет все преимущества (в том числе коаксиальную линию передачи и матричный теплообменник), которые выделяют криостаты ARS среди других проточных криостатов.

 

Области применения

• Оптическая спектроскопия

• Микрорамановская спектроскопия 

• Квантовые точки

• Фотолюминесценция

• Микрофотолюминесценция

• Электро-оптические эксперименты

• Магнито-оптические эксперимнеты

 

Особенности 

• Непрерывная регулировка высоты образца

• Тонкий профиль высотой 1.52 дюйма (3.87 см)

• Нанометровый уровень выбраций

• Поток жидкого гелия

• Матричный теплообменник

• Коаксиальная передающая линия

• Работа при 4К (1.7К при наличии откачки)

• Потребление жидкого гелия при 4.2К - 0.7 л/ч

• Возможна работа с жидким азотом (минимальная температура - 77К)

• Точный контроль потока гелия

Стандартная Конфигурация 

• Охлаждающая головка (LT3OM) 

• Коаксиальная передающая линия

• Инструментальная юбка из нержавеющей стали

• Адаптер для Дьюара

• Панель контроля потока для оптимизации расхода гелия

• Радиационный экран с никелированной бескислородной меди с комплектом для измерения и управления температурой:

- 10-пиновый герметичный ввод питания

- 36-омный нагреватель из термофольги 

- Сенсор на кремниевом диоде для управления температурой с точностью до ±0,5 К

- Калиброванный диодный сенсор с 4-дюймовыми свободными окончаниями для измерений температуры образца с точностью до ±12 мК

• Плоский держатель образца для оптических экспериментов

• Температурный контроллер

Опции

• Установка второго окна (для экспериментов на пропускание)

• Улучшение для магнитных измерений (для соответствия отверстию с комнатной температурой в сверхпроводящем магните)

• Передающая линия для большего потока гелия

• Нестандартные температурные сенсоры

• Нестандартные провода к образцу

• Нестандартные держатели образца

 2

 

3

   Вибрации образца в LT3-OM при осям X, Y, Z

4

5

6

 

Габаритный чертеж LT3-OM

12

Габаритный чертеж LT3-WMX-1SS

Преимущества и особенности

Криостаты Helitran® были разработаны для высокой производительности с расширенными возможностями, которые обычно отсутствуют в традиционных проточных криостатах. Подробное описание матричного теплообменника, клапана с регулируемым импедансом и коаксиальной передающей линии представлено ниже

Расход гелия

Обычные проточные гелиевые криостаты не включают расширенные поверхностные теплообменники, смонтированные на держателе образца (по финансовым соображениям). Жидкий гелий находится в емкости, похожей на медную чашку, на держателе образца. Когда гелий кипит и испаряется, для охлаждения держателя образца используется только латентная энергия парообразования и отсутствует положение для захвата газа при его выходе из криостата при 4,2К (независимо от температуры образца). Мощность охлаждения тратится впустую. Энтальпия газообразного гелия от 4,2 до 300К является весьма высокой - 1542 Дж/г.

В стандартную комплектацию Helitran® входит расширенный поверхностный теплообменник (матричный теплообмен-ник), который обеспечивает эффективный теплообмен между гелием и держателем образца. Жидкий гелий протекает через него, и латентная теплота испарения охлаждает держатель образца. Жидкость испаряется, а газ продолжает течь через теплообменник, обеспечивая дополнительное охлаждение (за счет энтальпии газа) держателя. Если поток опти-мизирован, гелиевый газ будет покидать матричный теплообменник с температурой, равной температуре образца. Ис-пользование гелия при этом резко уменьшается (см таблицу)

8

Из приведенных данных очевидно, что для образца любого размера потребление гелия в первом случае в 40 раз выше, чем при применении матричного теплообменника (при охлаждении от 300 до 4,2 K) и в 14 раз выше - при охлаждении от 77 до 4,2 К.

Температурный диапазон

Работа при температуре ниже 4.2К: при уменьшении давления (с помощью клапана с настраиваемым импедансом) тем-пература гелия падает до 1,8 К. Откачка резервуара, как и в традиционной системе, является не практичной, так как весь гелий испаряется довольно быстро. В Helitran® откачка применяется против клапана сопротивления путем, что снижает давление в гелии при протекании через матричный теплообменник, он и механически соединенный с ним держатель образца охлаждаются ниже 1.8 К.

Работа при температуре 800К: высокая температура может быть достигнута путем добавления опционального теплового модуля, состоящего из сапфира и бескислородной меди высокой проводимости (см. схему). Здесь используется уни-кальное свойство сапфира - его теплопроводность в диапазоне 4-300К практически равна теплопроводности меди, но при температуре выше 300К он превращается в теплоизолятор. Высокая мощность охлаждения матричного теплообменника защищает криостат. 

9

Температурная стабильность

Обычные проточные гелиевые криостаты потока используют капиллярную трубку в вакуумной оболочке с суперизоля-цией, чтобы уменьшить радиационную нагрузку. Однако, гелий поглощает излучение, жидкость испаряется и образует пузырьки газа, которые имеют больший объем. Из-за этого формируется временный блок для потоку жидкости, который называют “привязка паром”. При образовании на конце линии передачи это приводит неравномерности в потоке воз-душно-жидкостной смеси, из-за чего происходят колебания температуры.

Коаксиальная передающая линия включает в себя изоляцию потока, окружающий его на всей протяженности линии. Для ввода потока в эту коаксиальную линию, трубка снабжена насадкой, которая контролирует давление и соответствующее падение температуры в изоляции потока, который дополнительно охлаждает края потока в центре трубы. Этот пере-охлаждение предотвращает вскипание и образование пузырьков газа в гелии даже при очень низких скоростях потока. В результате гелий доставляется до образца при нужной температуре, обеспечивая стабильность и дополнительное сни-жение вибраций.

 

Преимущества конструкции криостата Helitran

10

Преимущества конструкции линии передачи гелия

11

 

Спин-коатер (центрифуга) - устройство, предназначенное для нанесения органических или оксидных тонких пленок на поверхность субстрата. В качестве субстрата выступает пластина (в т.ч. гибкая) размером до 70х70 мм (либо диаметром до 95 мм). Для удержания субстрата (образца) используются специальные патроны (chucks). Патроны являются съемными и заменяемыми.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

...

a-tex17 234x60 uch