[發明專利]一種固態超薄膜吸收光譜測量方法及相應的光譜測量裝置

有效

• 申請號: 201210146948.9
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103389278A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 祁志美;葉魏濤;逯丹鳳;陳方
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/21;G01J3/447
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種對固態超薄膜的偏振吸收光譜進行測量的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1，將光波導導波層(3)形成于光波導襯底(2)的一表面，之后將被測試的固態超薄膜(4)淀積在光波導導波層(3)的局部表面上；

步驟2，將光波導襯底(2)置于光波導承載件(1)的一表面；

步驟3，將樣品槽(5)緊密覆蓋在光波導導波層(3)上方，并使被測試的固態超薄膜(4)完全置于樣品槽(5)內，并將樣品槽進樣口(51)與出樣口(52)分別與蠕動泵和廢液回收容器相連接；

步驟4，將輸入耦合元件(6a)和輸出耦合元件(6b)分別置于光波導導波層(3)的兩端；

步驟5，將寬帶聚焦光源(7)置于輸入耦合元件(6a)的前方，線性起偏器(71)置于寬帶線偏振聚焦光源(7)與輸入耦合元件(6a)之間，寬帶線偏振聚焦光源(7)發出的寬帶聚焦光束垂直穿過線性起偏器(71)成為線偏振光，該線偏振光照射在輸入耦合元件(6a)上被耦合進入光波導導波層(3)；

步驟6，將光譜分析儀(8)置于輸出耦合元件(6b)的后方，以接收從輸出耦合元件(6b)射出的光；

步驟7，記錄光譜分析儀(8)的暗電流，作為背景信號I_B；

步驟8，利用光譜分析儀(8)記錄樣品槽(5)內為空氣時的光波導導波層輸出光強度譜，作為參比信號I_R；

步驟9，通過蠕動泵向樣品槽(5)內注入液體樣品，使液體樣品完全覆蓋固態超薄膜(4)，再次記錄光波導導波層的輸出光強度譜，作為樣品信號I_S；

步驟10，將測得的背景信號I_B、參比信號I_R和樣品信號I_S分別帶入公式A＝-lg[(I_S-I_B)/(I_R-I_B)]中得到被測試的固態超薄膜(4)在不同波長下的吸光度A，形成被測試的固態超薄膜(4)的吸收光譜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在將固態超薄膜(4)淀積在光波導導波層(3)的局部表面之前，采用化學或生物分子對光波導導波層(3)進行表面修飾，能夠測試固態超薄膜(4)與光波導導波層(3)之間的界面特性對固態超薄膜(4)的吸收光譜的影響。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，注入到樣品槽(5)內的液體樣品是水、水溶液、有機溶劑、有機溶液中的一種，所述液體樣品需滿足以下條件：

(1)該液體樣品不能與被測試的固態超薄膜(4)發生化學反應；

(2)該液體樣品不能溶解被測試的固態超薄膜(4)；

(3)該液體樣品不能使被測試的固態超薄膜(4)從光波導導波層(3)表面脫落。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過調節線性偏振器(71)改變光源(7)的發射光的偏振方向，在光波導導波層(3)內激發橫電(TE)模式或橫磁(TM)模式，能夠對固態超薄膜(4)的TE偏振吸收光譜和TM偏振吸收光譜進行測量。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過向樣品槽(5)內通入氣體代替液體注入，測試固態超薄膜(4)的吸收光譜的變化，能夠獲得固態超薄膜(4)與該氣體的相互作用信息。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過利用波長和強度給定的光束照射固態超薄膜(4)取代液體的注入，然后測試固態超薄膜(4)的吸收光譜的變化，能夠獲得光誘導的固態超薄膜(4)的電子與光譜特性的變化。