[發明專利]光強分布的測量方法

有效

• 申請號: 201710270811.7
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN108731797B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 朱鈞;黃磊;金國藩;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種光強分布的測量方法，包括以下步驟：提供一光強分布的檢測系統，將所述光強分布的檢測系統設置在真空環境中，所述光強分布的檢測系統包括一碳納米管陣列、一反射鏡、一成像元件和一冷卻裝置，該碳納米管陣列設置于一生長基底；啟動所述冷卻裝置冷卻所述生長基底使所述生長基底與所述碳納米管陣列的接觸表面維持恒溫；用一待測光源照射所述碳納米管陣列，使該碳納米管陣列輻射出可見光，并持續冷卻所述生長基底使所述生長基底與所述碳納米管陣列的接觸表面維持恒溫；所述碳納米管陣列所輻射的可見光經所述反射鏡反射；利用所述成像元件對所述反射鏡所反射的可見光成像，讀出待測光源的光強分布。

技術領域

本發明涉及一種光強分布的測量方法，尤其涉及一種基于碳納米管陣列的光強分布的測量方法。

背景技術

光源所發出的光在哪個方向(角度)上傳播以及強度大小統稱為“光強分布”。

光強分布的測量方法基本分為兩種：一種是把傳感器放在距樣品一定距離的地方，所述傳感器在樣品周圍同心分布的若干點移動并進行測量，即可測量光強的分布；另一種是把測量裝置放在距樣品不同的距離處測量光強的分布，所述測量裝置由一個CCD傳感器和一個具有類似魚眼鏡頭的超廣角棱鏡的光學系統組成。

目前，檢測光強分布的傳感器主要分為兩大類：光子傳感器(制冷型)和熱傳感器(非制冷型)。光子傳感器具有靈敏度高、響應速度快的優點，然而，光子傳感器需要液氮制冷、成本較高、且可探測的光波波段較窄。熱傳感器成本較低、可探測的光波波段較寬、且可在室溫下操作，但是，熱傳感器存在靈敏度較低、分辨率低的缺點。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種光強分布的測量方法，該測量方法具有較高的靈敏度和分辨率，且可以檢測較寬的光波波段。

一種光強分布的測量方法，包括以下步驟：提供一光強分布的檢測系統，將所述光強分布的檢測系統設置在真空環境中，所述光強分布的檢測系統包括一碳納米管陣列、一反射鏡、一成像元件和一冷卻裝置，該碳納米管陣列設置于一生長基底；啟動所述冷卻裝置冷卻所述生長基底使所述生長基底與所述碳納米管陣列的接觸表面維持恒溫；用一待測光源照射所述碳納米管陣列，使該碳納米管陣列輻射出可見光，并持續冷卻所述生長基底使所述生長基底與所述碳納米管陣列的接觸表面維持恒溫；所述碳納米管陣列所輻射的可見光經所述反射鏡反射；利用所述成像元件對所述反射鏡所反射的可見光成像，讀出待測光源的光強分布。

與現有技術相比，本發明提供的光強分布的測量方法中，碳納米管陣列作為光強分布的感測元件，由于碳納米管是一種優異的熱敏性和光敏性材料，且其對光，尤其是紅外光具有很寬的波長響應范圍和很高的吸收率，因此，本發明提供的光強分布的測量方法具有很高的靈敏度，且可檢測的光波波長范圍很廣。其次，通過所述冷卻裝置冷卻所述生長基底，在此過程中冷卻裝置吸收了并帶走所述生長基體的熱量，可減少熱量在生長基底中的橫向擴散及軸向擴散，進而使所述生長基底與所述碳納米管陣列的接觸表面維持恒溫，熱量幾乎只沿著碳納米管的軸向傳導輻射可見光到反射鏡。因此，利用本發明提供的方法測量光強分布具有很高的分辨率和準確度，至少能夠分辨10微米的細節。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的光強分布的檢測系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的利用所述檢測系統檢測光強分布的光路示意圖。

圖3為本發明實施例提供的光強分布的檢測系統中所采用的碳納米管陣列的掃描電鏡照片。

圖4為本發明實施例提供的強分布的檢測系統中溫度傳感器與冷卻裝置的結構示意圖。

圖5為本發明實施例提供未通過冷卻裝置冷卻的生長基底的等溫線仿真圖。

圖6為本發明實施例提供的通過冷卻裝置冷卻后的生長基底的等溫線仿真圖。

圖7為本發明實施例提供的光強分布的測量方法的流程圖。