[發明專利]用于高通量材料表征的二維掃描系統及測量方法

在審

• 申請號: 202011279484.X
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN114509406A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 岳洋;王曉妍;胡家赫;許天旭;王志
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用于高通量材料表征的三種二維掃描系統，其均由激光器、高效分光單元、樣品、光電探測器組成，通過快速掃描實現高通量探測。

2.根據權利要求1所述的二維掃描系統，其中一種基于空間逐點法，其特征包括：

由激光器、第一準直器、第一波片、偏振分束器、第二波片、單MEMS反射鏡、二維1×n²MEMS反射鏡、樣品、第二準直器、光電探測器組成。該系統由單MEMS反射鏡和二維1×n²MEMS反射鏡的組合進行掃描，作為本系統的高效分光單元。

3.根據權利求2所述的基于空間逐點法的二維掃描系統，其特征包括：

激光器，作為掃描系統的光源；

第一準直器，位于與激光器相連接的光纖后，用于將光纖傳輸的激光準直為自由空間平行光；

第一波片，位于第一準直器后，用于改變激光光束的偏振方向；

偏振分束器，位于第一波片后，用于改變樣品反射的光束的傳播方向，便于光電探測器接收；

第二波片，位于偏振分束器后，用于改變從偏振分束器出射的光束的偏振方向以及改變樣品反射的光束的偏振方向；

單MEMS反射鏡，位于第二波片后，用于控制激光光束的方向，使激光光束入射到二維1×n²MEMS反射鏡的不同位置；

二維1×n²MEMS反射鏡，用于接收由單MEMS反射鏡出射的激光光束，使光束能垂直入射到樣品上并返回；

樣品，位于二維1×n²MEMS反射鏡下方，待進行高通量表征的材料；

第二準直器，位于偏振分束器反射光束出射的方向，用于將樣品反射的自由空間平行光輸入光纖并傳輸給光電探測器；

光電探測器，位于第二準直器后，用于接收從樣品上返回的光信號。

4.一種基于空間逐點的二維掃描方法，其特征包括以下步驟：

步驟一：搭建權利要求1中的二維掃描系統。

步驟二：控制單MEMS反射鏡的轉動方向，使激光光束入射到二維1×n²MEMS反射鏡的某一鏡片上。

步驟三：調整二維1×n²MEMS反射鏡的角度，使激光光束垂直入射到對應的樣品點上。

步驟四：樣品點的反射光依次通過二維1×n²MEMS反射鏡、單MEMS反射鏡、第二波片，偏振分束器，從偏振分束器反射方向出射，被第二準直器接收并傳輸給光電探測器。

步驟五：光電探測器接收樣品點的反射光。

步驟六：控制單MEMS反射鏡的轉動方向，使激光光束按照一定逐點掃描的方式入射到二維1×n²MEMS反射鏡不同位置的鏡片上，并重復步驟三至步驟五。

5.根據權利要求4所述的基于空間逐點的二維掃描方法，其逐點掃描的方式包括但不限于從上至下、從左至右。

6.根據權利要求1所述的二維掃描系統，其中一種基于空間并行法，其特征包括：

由激光器、1×N光纖分束器、M×N準直器組、第一波片、偏振分束器、第二波片、第一二維1×n²MEMS反射鏡、第二二維1×n²MEMS反射鏡、樣品、M×N準直器組、M×N光電探測器組組成。該系統由第一二維1×n²MEMS反射鏡和第二二維1×n²MEMS反射鏡的組合進行并行掃描，作為本系統的高效分光單元。