[發明專利]一種基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統

在審

• 申請號: 201710370078.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107144596A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 陳小源;張武康;方小紅;李東棟;陳海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 唐棉棉

1.一種基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于，所述測量系統至少包括：樣品結構模塊、成像光路模塊以及激光發射和光譜測量模塊；

所述樣品結構模塊至少包括襯底、待測薄膜、吸收熱源和微納熒光顆粒；其中，所述待測薄膜置于所述襯底上，所述吸收熱源和微納熒光顆粒放置在所述待測薄膜表面；或者所述微納熒光顆粒直接放置在所述襯底上；

所述成像光路模塊安裝在所述樣品結構模塊的上方，用于提取所述待測薄膜的形狀特征參數；

所述激光發射和光譜測量模塊用于照射待測薄膜以使所述吸收熱源吸收激光能量產生熱量，同時使微納熒光顆粒受到激光激發產生熒光，并對光譜進行測量。

2.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于，所述成像光路模塊至少包括光源、第一半透半反射鏡、選擇窗口、物鏡以及圖像傳感器；

所述選擇窗口包括有反射鏡一側和無反射鏡一側；

從所述光源發出的光通過所述第一半透半反射鏡的反射作用進入所述選擇窗口無反射鏡一側，再經過物鏡聚焦在所述待測薄膜表面，反射的光原路返回，通過所述第一半透半反射鏡的透射作用進入所述圖像傳感器，最后傳給計算機成像，從而提取到所述待測薄膜的形狀特征參數。

3.根據權利要求2所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述激光發射和光譜測量模塊至少包括：可調功率激光器、第二半透半反射鏡、濾鏡以及光譜儀；

從所述可調功率激光器發出的激光通過所述第二半透半反射鏡的透射作用進入所述選擇窗口有反射鏡一側，反射的光再經過所述物鏡聚焦在所述待測薄膜表面，使待測薄膜表面的微納熒光顆粒受激發產生熒光以及使所述吸收熱源吸收激光能量產生熱量，所述微納熒光顆粒激發的熒光沿原光路返回并通過所述第二半透半反射鏡的反射作用進入濾鏡，通過所述濾鏡將熒光中含有入射激光波長的光濾掉，濾后的熒光入射至所述光譜儀中，最后將光譜數據傳給計算機。

4.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述樣品結構模塊放置在腔體中；

所述腔體頂部設置有正對樣品的透射窗口，所述成像光路模塊以及所述激光發射和光譜測量模塊所發出的光均通過所述透射窗口照射到所述待測薄膜表面；

所述腔體底部設置有微調臺，用于調整真空腔體中樣品的水平度。

5.根據權利要求4所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述腔體若為真空腔體，則所述真空腔體通過真空管分別連接一分子泵、機械泵以及真空計，以保證所述真空腔體內的真空效果。

6.根據權利要求4所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述透射窗口為石英玻璃窗口，所述微調臺為手動微調臺。

7.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述襯底為平面襯底結構或者具有凹槽的襯底結構。

8.根據權利要求7所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：在所述待測薄膜表面放置2個或2個以上的所述微納熒光顆粒，所述待測薄膜的形狀特征參數包括待測薄膜的懸空寬度w、厚度h以及兩個微納熒光顆粒之間的距離l。

9.根據權利要求7所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：在所述待測薄膜表面放置1個所述微納熒光顆粒，所述待測薄膜的形狀特征參數包括待測薄膜的懸空寬度w、懸空長度l以及厚度h。

10.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述襯底放置在一樣品臺上。

11.根據權利要求10所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述樣品臺為加熱臺，與所述加熱臺相連有控溫儀。

12.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述吸收熱源為碳顆粒、微液滴、量子點或量子團簇。

13.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量系統，其特征在于：所述微納熒光顆粒包括PbSe、CdSe、CdTe、CdSe/Zns、ZnSe、PbS/CdS、Ag₂Te、InP/ZnS、ZnCuInS/ZnSe/ZnS、石墨烯量子點或量子團簇中的一種或多種的組合。