[發明專利]一種物質的光能量吸收率測量方法、裝置、系統

有效

• 申請號: 202011375027.0
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112557321B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張云峰;王春銳;邵俊峰;陳飛;郭勁
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

本發明公開了一種物質的光能量吸收率測量方法，包括預先搭建可輸出兩束相同光束且輸出光束能量大小可調的測量光路結構，兩束相同光束分別為測試光束和參照光束；控制待測樣品在測試光束的輸出光路上移動，并分別采集相關能量數據；再保持待測樣品位置不變；調節測試光束和參照光束輸出的光能量由小到大逐漸變化，并分別采集第二組能量數據；根據兩組能量數據，確定待測樣品隨入射光能流密度變化的光能量吸收率。本申請中采用兩種不同的方式分別采集兩組能量數據，擴大待測樣品表面能流密度變化范圍區間，提高基于采集的能量數據確定的光能量吸收率的可用性。本申請還提供了一種物質的光能量吸收率測量裝置和系統，具有上述有益效果。

技術領域

本發明涉及非線性光學技術領域，特別是涉及一種物質的光能量吸收率測量方法、裝置、系統。

背景技術

在非線性光學領域中，物質的高階非線性極化率是物質產生光學非線性效應的核心參數。一般而言，具有較高非線性極化率的物質包括兩大類：有機共軛分子材料以及無機半導體材料。對于物質的高階非線性極化率的測量對尤其是有機共軛分子材料等物質的廣泛應用存在重要意義。

目前對某一物質的高階非線性極化率的檢測主要是檢測待測物質隨著輻照在其表面的光斑能流密度變化對光線吸收率的變化。改變待測物表面的光斑能流密度有兩種方式，一種是Z掃描技術，通過改變待測物質距離光源的距離實現光斑能流密度的改變，另一種是I掃描技術，通過改變光源輸出光束的能量大小實現光斑能流密度的改變。采用這兩種方式均能夠在一定程度上測得物質對光線的吸收率隨其表面光斑能流密度的變化。

發明內容

本發明的目的是提供一種物質的光能量吸收率測量方法、裝置、系統，提高非線性物質的非線性光學效應檢測的的準確性和可用性。

為解決上述技術問題，本發明提供一種物質的光能量吸收率測量方法，包括：

預先搭建可輸出兩束相同光束且輸出光束能量大小可調的測量光路結構，兩束相同所述光束分別為測試光束和參照光束，且所述光束輸出光路上具有匯聚焦點；

控制所述待測樣品在所述測試光束的輸出光路上移動，并分別采集所述參照光束的第一參照能量數據和所述測試光束透過所述待測樣品的第一測試能量數據；

控制所述待測樣品在所述測試光束的輸出光路上偏離所述匯聚焦點的位置不變；

調節所述測試光束和所述參照光束輸出的光能量由小到大逐漸變化，并分別采集所述參照光束的第二參照能量數據和所述測試光束透過所述待測樣品的第二測試能量數據；

根據所述第一參照能量數據、所述第一測試能量數據、所述第二參照能量數據和所述第二測試能量數據，確定所述待測樣品隨入射光能流密度變化的光能量吸收率。

可選地，控制所述待測樣品在所述測試光束的輸出光路上移動，包括：

調節所述測試光束的光束能量為不大于預設能量閾值的固定能量光束，并調節移動所述待測樣品的位置。

可選地，控制所述待測樣品在所述測試光束的輸出光路上的位置不變，包括：

控制所述待測樣品位于所述測試光束入射的光斑擴大因子為的位置。

可選地，調節所述測試光束和所述參照光束由小到大逐漸變化，包括：

控制所述測試光束和所述參照光束輸出的光能量由不小于所述預設能量閾值的初始光能量的逐漸增大。

可選地，根據所述第一參照能量數據、所述第一測試能量數據、所述第二參照能量數據和所述第二測試能量數據，確定所述待測樣品隨入射光能流密度變化的光能量吸收率，包括：

根據所述第一測試能量數據和所述第一參照能量數據的比值，確定所述待測樣品的表面光能流密度在第一能流密度范圍內時，隨光能流密度變化的第一吸收率；