Criostato óptico de circuito cerrado

Cryostation s50 de Montana Instruments

El criostato Cryostation s50 de Montana Instruments, un criostato óptico con ciclo cerrado de helio, es perfecto para los experimentos ópticos gracias a su alta estabilidad mecánica. El criostato proporciona un rango de temperatura de 3,2–350 K y un nivel de vibración de sólo 5 nm. Su funcionamiento totalmente automatizado elimina los riesgos largos y costosos de escollos criogénicos. El circuito cerrado significa que no se consume helio en absoluto de modo que los costes operativos son mínimos. Tras insertar la muestra e introducir el valor de referencia de temperatura predeterminada, el Cryostation alcanzará y mantendrá la temperatura con una estabilidad sin igual por  parte de cualquier otro instrumento criogénico. Hasta cinco puertos de visionado y hasta 29 pasacables eléctricos en la configuración estándar posibilitan las mediciones ópticas y eléctricas.

Features
Gama de temperatura 3,2-350 K
Nivel de vibración 5 nm
Estabilidad de temperatura 10 mK
Muy fácil acceso óptico y a la muestra
Muchas opciones disponibles

Experimental setup and room temperature measurements in the Cryostation s50 cryostat can be done with the sample area completely unobstructed. For lower or higher temperature measurements, a radiation and vacuum case can be set in place without disturbing the sample.

The cryostat sample mount incorporates custom filament-wound materials and an engineered platform which maximizes strength and compensates for thermal contraction. This provides a rigid connection to the optics table with little or no drift with each new setpoint.

The cryostat provides both low temperatures and low vibrations. Peak-to-peak vibrations are less than five nm, and RMS vibrations are less than 0.25 nm. This is achieved with a patent-pending design which maintains a typical base temperature of 3.2 K and a typical active load cooling power of 0.1 W at 4.2 K with all five optical access windows in place.

The cryostat compressor utilizes variable helium flow technology. Since most of the experiment is performed at a stable temperature setpoint, the system will operate at an input power that is appropriate for the sample temperature so no energy is wasted. The Cryostation s50 cryostat can also run in standby mode which allows the system to stay cold while using less than 1 kW of power.

Temperature drift is a problem in both liquid helium and closed-cycle systems. Using patent-pending active and passive temperature stabilization, Cryostation s50 achieves long- and short-term temperature stabilities of less than 10 mK peak-to-peak. This is even achieved at temperatures below 4 K. The Cryostation will automatically stabilize at the user-defined temperature setpoint.

A number of processes are automated by the cryostat including vacuum pumpout, cooldown, temperature stabilization at setpoint, warm-up, and purge with dry nitrogen to keep the system surfaces, sample and optics clean. Compressor parameters are automatically optimized to minimize cooldown time, conserve power and reduce wear on the system. Diagnostics and monitoring of many system components are automatically performed, making troubleshooting a more straight-forward process for the user or a trained technician who can be networked onto the system as long as an internet connection is provided to the Cryostation s50.

The Cryostation s50 is controlled with a Windows-based program running on a mini-notebook computer. Using OLE Automation, the Cryostation s50 can be driven by another device using LabVIEW, for example, for total experiment automation. The system can also be monitored and controlled via any computer with internet access.

In addition to the included four thermometers and three heaters, the system is provided with 29 electrical connections into the sample area, terminating with three miniature connectors. Thermal lagging locations for multiple wires are provided so that the sample stage temperature is maintained.

The cryostat was engineered with an intentional separation of the sample environment from the cryocooler. This allows optical access from above and radially in the same system and at the same time. The flexible, modular design also allows new sample areas to be constructed and easily implemented.

Módulo Magneto-Óptico

El módulo Magneto-Óptico toma el Cryostation estándar y añade un campo magnético de hasta 0,7 Tesla con un acceso óptico y una flexibilidad para y una flexibilidad para experimentos increíbles. Acceso óptico a través de los polos, alto acceso NA desde los lados, y acceso de baja distancia de trabajo desde arriba para que las exigentes aplicaciones magneto-ópticas sean fáciles de configurar.

    utiliza puntas de polo intercambiables
    soporte de lente integrado
    temperatura de muestra por debajo de 4 K
    fácil acceso a la muestra durante la configuración
    unidad autónoma para mediciones a temperatura ambiente

Microscopio

Enfoque sobre su muestra a temperaturas hasta 3,5 K con una precisión sin igual. La deriva se elimina casi por completo utilizando nuestro diseño pendiente de patente, incluyendo deriva baja durante el enfriamiento.

    diseñado para microscopia confocal
    nanoposicionadores integrados
    fuente de alimentación de reserva para asegurar el rendimiento
    un NA de 0,9
    distancia de trabajo de 310 µm

Opción de baja distancia de trabajo

La opción de baja distancia de trabajo permite al usuario la utilización de ópticas externas y conseguir una distancia de trabajo tan baja como los 1mm. Los componentes para conseguir la configuración de baja distancia de trabajo incluyen una delgada ventana de vacío, una apertura de radiación alzada, y una delgada ventana de radiación. La muestra puede colocarse cerca de la óptica superior.

Opciones de castillo

El castillo alto y redondo se diseñó de forma que un imán superconductor con calibre de temperatura ambiente pueda situarse en la parte superior del castillo. Esto permite una visión superior de la muestra.

El castillo alto y rectangular se diseñó para su uso con polos de imán GWM u otros imanes externos. Las ventanas laterales también permiten el uso del castillo para aplicaciones de altos números de aperturas.

El castillo alto NA se desarrolló específicamente para experimentos con baja distancia de trabajo y elevados números de aperturas de transmisión.

El castillo rectangular piezoelectrónico permite el uso de elementos piezoelectrónicos para mover la muestra dentro del formato de castillo rectangular.

El castillo rectangular de baja distancia de trabajo permite bajas distancia de trabajo y el cableado eléctrico apropiado dentro del formato de castillo rectangular.

El castillo bajo y redondo tiene una OD de 1"" y permite una baja distancia de trabajo superior.

Opciones piezoeléctricas internas

El Cryostation puede incorporar etapas de nano-posicionamiento de precisión en la plataforma estándar, o utilizando una plataforma óptica empotrada. Estas etapas de movimiento piezoeléctrico están integradas en el espacio frío para la traslación, rotación e inclinación de la muestra. Montana Instruments integra y prueba la unidad de forma que esté lista cuando la necesite.

Se proporciona una flexible conexión térmica para conectar térmicamente la etapa fría al soporte de muestra de forma que se mantenga la muestra dentro de los 0,2 K de la temperatura de la plataforma.

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