[發(fā)明專利]熱電檢測系統(tǒng)與熱電檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710034731.1
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106770445A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 歐云;謝淑紅;鄒代峰;趙晉津;付比;劉正浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01R31/00
• 代理公司: 深圳國新南方知識產權代理有限公司44374
• 代理人: 黃建才,李明香

1.一種熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電檢測系統(tǒng)包括激光激勵模塊、掃描探針、樣品臺、檢測電路及控制器，所述樣品臺用于承載樣品，所述激光激勵模塊用于在激光激勵模式下發(fā)出激光加熱樣品，所述掃描探針用于對樣品進行檢測，所述檢測電路用于偵測所述掃描探針的電信號變化以輸出檢測信號，所述控制器用于接收所述檢測電路輸出的檢測信號并基于所述檢測信號分析所述樣品的熱電性能。

2.如權利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光激勵模塊包括激光發(fā)生器、激光檢測器及激光調節(jié)器，所述激光發(fā)生器用于發(fā)出激光加熱樣品，所述激光檢測器用于檢測所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光并輸出檢測信號，所述激光調節(jié)器用于基于所述激光檢測器輸出的檢測信號發(fā)出控制信號至所述激光發(fā)生器以調節(jié)所述激光發(fā)生器發(fā)出的激光。

3.如權利要求2所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)生器的尺寸為100*40*40mm。

4.如權利要求2所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)生器包括光源與光學截光器，所述光學截光器用于對所述光源進行開關或頻率調制。

5.如權利要求4所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括鎖相放大器，所述鎖相放大器用于對所述檢測電路輸出的檢測信號進行采集，并配合所述光學截光器的開關對樣品進行基于時間尺度的瞬態(tài)表征。

6.如權利要求5所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖相放大器為雙頻鎖相放大器，所述雙頻鎖相放大器用于對所述檢測信號進行一倍頻與三倍頻的測量而獲取一倍頻的檢測信號與三倍頻的檢測信號供后續(xù)分析，其中所述三倍頻的檢測信號體現(xiàn)樣品的熱導率。

7.如權利要求5所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括傳感器、信號處理模塊及高速多路數(shù)據(jù)采集模塊，所述傳感器用于將所述鎖相放大器輸出的檢測信號轉換為轉換信號，所述信號處理模塊用于對所述轉換信號進行去噪、放大、濾波處理以將所述轉換信號轉變?yōu)樗龈咚俣嗦窋?shù)據(jù)采集模塊能夠識別的標準信號，所述高速多路數(shù)據(jù)采集模塊用于將所述標準信號記錄在計算機系統(tǒng)中。

8.如權利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光激勵模塊從樣品遠離所述樣品臺的一側發(fā)出激光對樣品進行加熱，所述激光激勵模塊的功率在0.1mW到10mW的范圍內，所述激光激勵模塊的發(fā)生頻率在5kHz以內的范圍內，所述激光波長為360nm-800nm。

9.如權利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光激勵模塊從樣品臺遠離所述樣品的一側發(fā)出激光，所述激光經由貫穿所述樣品臺的通孔照射到所述樣品上對樣品進行加熱，所述激光激勵模塊的功率為250mW，所述激光激勵模塊的發(fā)生頻率在5kHz以內的范圍內，所述激光波長為360nm-800nm。

10.如權利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測電路包括惠斯通電橋與放大器，所述惠斯通電橋包括第一電阻器、第二電阻器及第三電阻器，所述第一電阻器為可變電阻器，所述第一電阻器的一端連接所述掃描探針的一端，所述第一電阻器的一端與所述掃描探針的一端之間具有第一節(jié)點，所述第一節(jié)點接地，所述掃描探針的另一端連接所述第二電阻器的一端，所述掃描探針的另一端與所述第二電阻器的一端具有第二節(jié)點，所述第二節(jié)點連接所述放大器的第一輸入端，所述第一電阻器的另一端連接所述第三電阻器的一端，所述第一電阻器的另一端與所述第三電阻器的一端具有第三節(jié)點，所述第三節(jié)點連接所述放大器的第二輸入端，所述第三電阻器的另一端連接所述第二電阻器的另一端，所述第三電阻器的另一端與所述第二電阻器的另一端之間具有第四節(jié)點，所述第四節(jié)點與所述放大器的輸出端分別連接所述控制器。

11.如權利要求10所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二節(jié)點與第三節(jié)點之間還用于連接測量裝置，用于通過所述第二節(jié)點與第三節(jié)點之間的電壓變化獲知所述掃描探針上的電信號變化而獲知樣品的熱電性能。

12.如權利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描探針還用于在探針激勵模式下對樣品進行加熱與檢測，所述檢測電路用于偵測所述掃描探針的電信號變化獲得檢測信號，所述控制器基于所述檢測電路輸出的檢測信號分析樣品的熱電性能。