[發(fā)明專利]一種光熱放大光譜檢測裝置和檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610118466.0
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105738304B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京先進(jìn)激光技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/55
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

1.一種光熱放大光譜檢測裝置，包括泵浦激光器(1)、檢測激光器(8)、檢測腔體(7)、針孔光強(qiáng)探測器(9)、放大器模塊(10)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)和電腦主機(jī)(4)；其中：

所述檢測腔體(7)中設(shè)置有樣品臺(7-2)，待測薄膜(11)放置于所述樣品臺(7-2)上；所述泵浦激光器(1)發(fā)射待測薄膜(11)可吸收的泵浦光(B1)，所述檢測激光器(8)發(fā)射待測薄膜(11)不可吸收的檢測光(D1)；所述泵浦光(B1)耦合入檢測腔體(7)內(nèi)并照射在所述待測薄膜(11)上；所述針孔光強(qiáng)探測器(9)設(shè)置在檢測腔體(7)的出射光路中，與所述放大器模塊(10)連接；放大器模塊(10)通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)與電腦主機(jī)(4)連接，其特征在于：

所述檢測腔體(7)中包含第一反射鏡(7-3)和第二反射鏡(7-4)，二反射鏡對所述檢測光(D1)部分透射部分反射，二反射鏡布置于樣品臺(7-2)上方兩側(cè)，設(shè)置二反射鏡與待測薄膜(11)表面組成反射環(huán)路；所述檢測光(D1)由第一反射鏡(7-3)入射檢測腔體(7)后在所述環(huán)路中循環(huán)反射，檢測腔體(7)內(nèi)的光束透射第二反射鏡(7-4)出射。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述第一反射鏡(7-3)和第二反射鏡(7-4)對所述檢測光(D1)的反射率大于10％且小于100％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述檢測光(D1)的光功率大于1mW。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述檢測腔體(7)內(nèi)還設(shè)置有聚焦透鏡(7-1)，泵浦光(B1)通過聚焦透鏡(7-1)耦合入檢測腔體(7)內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述第二反射鏡(7-4)和針孔光強(qiáng)探測器(9)之間設(shè)置濾光片，所述濾光片對泵浦光(B1)吸收，對檢測光(D1)高透。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述檢測裝置還包括用于歸一化信號的分束器(2)和光強(qiáng)探測器(3)，所述分束器(2)設(shè)置于泵浦光(B1)光路中，分束器(2)的分束光路中設(shè)置所述光強(qiáng)探測器(3)，光強(qiáng)探測器(3)通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)與電腦主機(jī)(4)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的光熱放大光譜檢測裝置，其特征在于：所述檢測裝置還包括設(shè)置于泵浦光(B1)光路中的斬波器(6)，所述斬波器(6)位于檢測腔體(7)前端；所述放大器模塊(10)由前置放大器(10-1)和鎖相放大器(10-2)組成，所述針孔光強(qiáng)探測器(9)通過所述前置放大器(10-1)連接所述鎖相放大器(10-2)被測信號端，鎖相放大器(10-2)參考信號端連接斬波器(6)，鎖相放大器(10-2)輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊(5)連接電腦主機(jī)(4)。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的光熱放大光譜檢測裝置進(jìn)行的檢測方法，其特征在于，包括步驟為：將一束可由待測薄膜吸收的泵浦光照射到待測薄膜上，待測薄膜吸收泵浦光后表面形成凸起；將一束不可由待測薄膜吸收的檢測光入射至待測薄膜表面凸起位置，控制檢測光使其在包括待測薄膜表面凸起的反射環(huán)路中循環(huán)反射；探測出射的檢測光的光強(qiáng)變化并采集檢測數(shù)據(jù)。