ColdTable低温低振光学测试平台_北京卓立汉光仪器有限公司

产品概述

产品概述

系统构成
基础配置包含了ColdTABLE正常运⾏所需的必要配件，⽀持⼀键启动，⽆需额外购置。

图 1. ColdTABLE系统总览

关键指标

1. 振动情况

- < 5 nm P-P 振动水平（3个方向）@系统最低温*

- 气浮平台可隔离压缩机及环境中的振动噪音

2. 降温性能

- < 2.8 K 系统最低温

- 180 分钟，系统300 K降至 4 K

- 温度范围：2.8 K - 320 K

- 无需液氦消耗

3. 低温物镜&压电运动模组 (选件)

- 低温物镜： N.A. 0.90, 0.60 & 0.36 , 详见4.1

- 完整的压电运动解决方案, 详见4.2

4. 尺寸信息 & 光学接口

- ∅ 100 mm 4K冷盘区域

- 侧面8个光学窗口 + 顶部1个光学窗口

ColdTABLE 系统部件

➡ ColdTABLE

对于一般的低温和低振动应用场景， ColdTABLE采用大功率GM制冷机，在确保系统的低振动前提下，为用户提供更为出色的低温性能和制冷效率。

1. 振动水平

- < 24 nm P-P 振动水平（3个方向）@系统最低温

- 气浮平台可隔离压缩机及环境中的振动噪音

2. 制冷性能

- < 2.8 K 系统最低温

- 制冷功率 220 mW @ 4.2 K

- 3小时降温时间, 从 300 K 到 4 K

- 温度范围2.8 K - 320 K

- 水冷压缩机

➡ ColdTABLE.Quiet

对于振动环境要求极为严苛的应用场景，我们为用户提供了新的选择——ColdTABLE.Quiet。

1. 振动水平

- < 5 nm P-P 振动水平（3个方向）@系统最低温

- 压缩空气气浮隔振系统

2. 制冷性能

- < 3.8 K 系统最低温

- 制冷功率 40 mW @ 4.2 K

- 270分钟降温时间, 从 300 K 到 4 K

- 温度范围3.8 K - 320 K

- 风冷压缩机

样品腔 — 简介
样品腔作为低温光学实验开展的地⽅，⽤户的产品体验直接依赖于使⽤该设备时与样品腔的交互。样品腔：探索新现象&新科学的地⽅。

➡标准光学接⼝布局

➡样品腔温度分布区域划分

选件1 — 低温物镜, “ Huygens” 系列, 技术指标

多种可⻓期在低温下稳定⼯作的物镜供⽤户选择。MultiFields多场科技


名称型号		Huygens-0.9		Huygens-0.6	Huygens-0.36
1 数值孔径 (N.A.)		0.90		0.60	0.36
2 工作距离		1.0 mm		6.0 mm	13.0 mm
3	AR 镀层 (> 85% 透射率)	430 - 800 nm		430 - 1050 nm	400 - 1600 nm
4	消色差范围* (df < +/- Δ)	460 - 590 nm		470 - 670 nm	430 - 1350 nm
			4 -350 K, 无磁结构 & 高真空兼容 (ultra-high vacuum on request)
6 光圈直径		Φ 4.30 mm		Φ 4.64 mm	Φ 4.64 mm
7 焦距		2.67 mm		3.87 mm	6.47 mm
8 质量		50 g		72 g	55 g
9 直径		22 mm		22 mm	21.5 mm
10 长度		59.5 mm		71 mm	64 mm
11 螺纹		RMS（W20.32x0.706）

选件 2 — 压电运动模块, 产品系列

多场科技可提供完整的低温压电运动解决方案，涵盖所有运动模块，如具有长行程范围的线性、旋转和倾斜的位移台，以及满足高分辨率和小范围动态运动需求的扫描台。压电运动模块是多场科技的—个独立产品线，更多详细信息见压电运动产品手册。

选件 3 — 样品安装

ColdTABLE为不同研究领域的用户提供了与直流、射频和同轴信号兼容的多种型号样品托

➡ DC

➡ RF & DC

➡ 定制方案

提供定制化的方案来满足用户特殊的实验需求。

定制化方案 — 50 K热辐射屏 & 真空腔

ColdTABLE可根据用户设计图纸提供定制化的热辐射罩和真空腔加工以满足实验需求。

➡⽤户： “我们需要以特定⽅式为我们的实验设计真空腔。”

➡ColdTABLE团队： “当然可以。”
更⼤尺⼨的4K冷板往往能够满⾜更多的实验需求和更受⽤户⻘睐。⽽在现实中，更⼤的4K冷板通常意味着需要更多的机械结构来保持其刚性，这会导致从300K到4K低温具有更多的热泄漏。为了保持⾜够低的温度，我们必须使⽤更⼤⼤功率制冷机。与此同时，会带来更多的振动。因此，ColdTABLE的设计在样品空间、最低温度和振动⽔平之间存在微妙的平衡。在某些情况下，⽤户必须将许多设备放在4K冷板上才能⾼质量地完成实验。ColdTABLE团队接受客户对辐射屏蔽和真空室的多种功能的要求，如窗户⾼度、空间⼤⼩、外部形状等。
➡定制的辐射屏蔽和真空室 -在图1所示的实验中，我们提供了⼀个量身定制的辐射屏蔽设计，以满⾜⼤直径的要求，⽅便两个⽔平对⻬低温物镜的放置。 -在图2所示的实验中，我们不仅定制了辐射防护罩，还提供了定制的真空腔。 -致⼒于通过定制服务来⽀持我们的最终⽤户，确保他们具有最优化的实验装置。

案例分享 7.1, 光学透射实验
光学透射作为最常⻅的光学实验之⼀。通过案例分享，希望有助于客户在ColdTABLE上快速完成透射实验装置的搭建。

➡真空腔室内光路搭建辐射屏蔽和真空腔的直线通透的窗⼝设计极⼤地⽅便了光学透射实验装置的搭建。通过使⽤低温物镜，将激发激光聚焦在垂直安装的样品上。样品位置可以通过3轴压电位移台进⾏调整，以优化激发光束的焦点。通过样品的光线被第⼆低温物镜收集，该物镜同样安装在3轴压电位移台上，从⽽可以优化光线的收集效率。依据两个低温物镜的尺⼨，我们可提供定制化的防辐射罩，以适应不同的低温物镜。同样依据实验需求，选择兼容射频、直流或同轴的样品托。

➡ 列表, 实验必备配件

ColdTABLE , 案例分享 7.2, 光波导激发实验

光波导激发实验：互成90° 的物镜布局，分别用于激发和收集信号。

➡ 真空中的光路设计

用于激发的激光通过水平放置的高数值孔径低温物镜，聚焦到样品的解理面上进而耦合进入样品的平面波导中。该低温物镜被放置在XYZ压电位移台上，通过移动物镜优化侧面激励光束的耦合效率。进入样品波导中的光信号与其中的各种散射中心发生相互作用，导致产生共振荧光。被散射光子通过垂直安装在顶部的第二个低温物镜收集，样品同样放置在XYZ压电位移台上，这些运动自由度可以使实验的激发和收集效率最优化，并选择不同的散点中心进行研究。与此同时，在样品下压电扫描台允许通过非共振激发对样品进行光栅成像。

同样依据实验需求，选择兼容射频、直流或同轴的样品托。

列表, 实验必备配件

性能指标

将低温、低振动技术与纳米运动、低温物镜及其他技术相结合，为低温光学实验提供全面的解决方案。

—般指标
1	冷却方式	闭循环GM 制冷机
2	减震技术	被动减震：气浮隔振&多种阻尼减震
3	样品环境	真空环境
4	最低温区域	。100 mm & 。200 mm
5	样品安装区域	M3 螺孔, 10 mm x 10 mm 矩阵分布
6	加热器 &低温温度计	1支温度计+ 1 支加热器，用于系统温度控制和监测 1支预留低温温度计，用于样品温度监测
7	光学窗口	1 个顶部窗口 + 8 个侧面窗口
8	控制操作界面	自动化控制软件，提供LabVIEW & Python 驱动程序
核心指标
9	温度范围	2.8 K - 320 K
10	降温时间	< 180 mins
11	温度稳定性	2 mK @ 4.5 K, 20 mK @ 300 K
12	制冷功率	220 mW @ 4.2 K
13	振动幅度	< 24 nm P-P, < 5 nm P-P for ColdTABLE.Quiet
14	极限真空	1E-8 mBar
电学&光学接口
15	电学接口	24DC 线路，预留给用户 + 24DC 线路，用于压电运动控制
16	射频接口	4 x 2.92 mm气密接头，最高可达 40 GHz
17	光纤接口	4 个单模光纤的气密接头
18	预留低温转接板数量	2 pcs

选件
19	低温运动模组	25 mm & 35 mm 系列低温压电位移台和扫描台
20	低温物镜	N.A. ~0.90, 0.60 & 0.36 低温无磁物镜
闭循环制冷机
21	耗电功率	8kW @ 380 V, 1.5 kW @ 220 V for ColdTABLE.Quiet
22	冷却方式	水冷, 风冷 for ColdTABLE.Quiet
系统尺寸和质量
23	外型尺寸 (W x L x H)	800 mm x 1000 mm x 800 mm @ 光学平台 400 mm x 450 mm x 650 mm @ 压缩机
24	系统质量	150 kg @ 光学平台 75 kg @ 压缩机
升级
25	显微镜	共聚焦显微

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