专利名称：高温Schlieren-微分干涉显微镜实时观察记录仪的制作方法
技术领域：
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。(“ContrlbutlonstoInterferenceMicroscopy”HllgerWatls1964，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.CrystalGrowth89(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
<p>本发明由以下实施例完成实施例1，高温Schlieren-微分干涉显微镜实时观察记录仪的设置结合附图1，2和3进行。
1.实时观察系统光路的设置在Schlieren微分干涉显微镜C(图1)的目镜L3(图2)和长焦距物镜L2(图2)之间，物镜的焦平面上插入遮交板K，样品P座于由0.3mm钢丝绕成的线圈I(图3)上，线圈位于高温加热试样台A(图1)上，光源S通过光源棱镜L0聚焦于聚光镜光栏D1上，随后通过聚光镜L1形成平行光线通过样品P。
2.监视器B和摄像仪D(CCD摄像仪)组成摄像系统。摄像仪D通过接口，替代目镜L3装在显微镜C(图2)上。
3.测温仪E和图像信号储存与温控系统F分别与试样加热观察系统和摄像系统相连接。
上述三部分组合即构成本发明的观察和记录仪全套设置。
实施例2，KNbO3(铌酸钾)单晶体的生长过程观察以直径为0.3mm的pt丝组成直径为5mm圆圈形发热体I(它同时也是坩埚)高温熔体通过表面张力形成薄膜。
首先放置KNbO3薄膜晶体在发热圈I上，逐渐升温，待线圈温度超过KNbO3晶体的熔点时(TmKNbO3＝1050℃)，KNbO3薄膜逐渐熔解，通过与线圈的表面张力，形成KNbO3液膜。再逐渐降温，以剩余的晶体为籽晶，生长KNbO3单晶。由图4和图5可知，采用本发明已能清晰地观察和记录单晶体生长时界面移动和流体运动的实时状态。
实施例3，不同温场的控制采用0.3mmpt丝绕成直径为3mm的螺圈形线圈发热体，其余条件同实施例2。
权利要求
1.一种高温Schlleren一微分干涉显微镜实时观察记录仪，包括三部分实时观察系统、测温和控温系统E和T、监视器B和摄像机D组成的摄像系统，其特征在于(1)实时观察系统由Schlleren一微分干涉显微镜C和高温加热台A组成；(2)在观察光路中设置楔形遮光板K于长焦距物镜的焦平面上；(3)在观察光路中设置长焦距物镜L2；(4)加热台A线圈结构可以改变。
2.根据权利要求1的观察记录仪，其特征在于所述A线圈的结构改变是直径φ3-5mm，形状呈圆形、螺旋形。
全文摘要
一种高温Schlleren—微分干涉显微镜实时观察记录仪，属于晶体生长及其设备领域，有实时观察系统、测温、控温系统和监视与摄像系统。特点是在光路中设置楔形遮光板于焦平面上，并设置长焦距物镜及采用直径为0.3—0.5毫米的pt圈，最大限度克服液膜弯曲而产生的光象差，可观察到晶体生长时高温熔体流动和界面生长状态的清晰图象，温场分布可以调节；适用范围宽(常温—1500℃)。
文档编号G02B21/32GK1082718SQ9210850
公开日1994年2月23日 申请日期1992年7月17日 优先权日1992年7月17日
发明者金蔚青, 陈锦元, 严鸿萍 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所