[发明专利]相变薄膜微区光谱测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种相变薄膜微区光谱测量装置，其特征在于：该装置由光源(1)、光阑(2)、斩光器(3)、第二半反半透镜(5)、第三半反半透镜(6)、物镜(7)、成像透镜(9)、第一透镜(10)、第一光谱仪(11)、第一光电倍增管(12)、锁相放大器(13)、第二光电倍增管(14)、第二光谱仪(15)、第二透镜(16)、第三透镜(17)、声光器件(18)、第四透镜(19)、扩束镜(20)、激光器(21)和计算机(24)构成，其位置关系如下：由所述的光源(1)出射的光经光阑(2)，通过斩光器(3)的调制，再依次经过第二半反半透镜(5)、第三半反半透镜(6)透过的光经过物镜(7)聚焦照射到样品台上的样品(8)的表面上，透过所述的样品(8)的光经过成像透镜(9)和第一透镜(10)进入第一光谱仪(11)，光谱信号由第一光电倍增管(12)探测；被所述的样品(8)反射的光经过所述的物镜(7)返回成像，然后经所述的第三半反半透镜(6)的反射后，经第二透镜(16)的聚焦进入所述的第二光谱仪(15)，光谱的信号由第二光电倍增管(14)探测，所述的第一光电倍增管(12)和第二光电倍增管(14)的输出端与锁相放大器(13)的输入端相连，所述的第一光电倍增管(12)和第二光电倍增管(14)的第二输出端与计算机(24)相连，该计算机(24)的输出端接所述的锁相放大器(13)的第三输入端，该锁相放大器(13)参考输入端接所述的斩光器(3)，在所述的第二半反半透镜(5)的反射光方向依次是第三透镜(17)、声光器件(18)、第四透镜(19)、扩束镜(20)和激光器(21)。

2.根据权利要求1所述的相变薄膜微区光谱测量装置，其特征在于所述的待测样品(8)置于三维平移台上。

3.根据权利要求1所述的相变薄膜微区光谱测量装置，其特征在于在所述的斩光器(3)和第二半反半透镜(5)之间设有第一半反半透镜(4)，在所述的第一半反半透镜(4)的反射光方向依次有衰减片(22)和CCD探测器(23)。

4.根据权利要求1所述的相变薄膜微区光谱测量装置，其特征在于所述的激光器(21)是He-Ne激光器。

5.利用权利要求2所述的相变薄膜微区光谱测量装置进行相变薄膜微区光谱测量的方法，其特征在于包括下列步骤：

①用信号线将所述的斩光器(3)的频率输出信号输出端与锁相放大器(13)的参考输入端相连；将第一光电倍增管(12)和第二光电倍增管(14)的信号输出端与所述的锁相放大器(13)的信号输入端相连；用串口线将第一光谱仪(11)、第二光谱仪(15)和锁相放大器与计算机(24)的串口相连；

②顺次开启各仪器的电源，打开计算机(24)上的控制软件，保证串口连接；设置第一光谱仪(11)、第二光谱仪(15)和锁相放大器(13)的参数，启动第一光谱仪(11)和第二光谱仪(15)使光栅复位，待光源稳定，调整光路；

③在所述的三维平移台上先不放置待测样品(8)，第一光电倍增管(12)探测所述的第一光谱仪(11)，记录透过的基准信号，并将该透过的基准信号数据存储在所述的计算机(24)硬盘上；

④在所述的三维平移台上放置一反射镜，调整第二透镜(16)，使由反射镜反射的光经所述的第三半反半透镜(6)的反射、由第二透镜(16)聚焦后进入所述的第二光谱仪(15)的狭缝，由第二光电倍增管(14)探测所述的第二光谱仪(15)的光谱，获得反射的基准信号，并将该反射的基准信号数据存储在所述的计算机(24)硬盘上；

⑤在所述的三维平移台上放置所述的待测样品(8)，通过微调使光源光束的焦点聚焦在待测样品(8)的表面，并适当前后调整所述的第一透镜(10)，使光斑照射在第一光谱仪(11)的狭缝上，以收集到更强的光信号，设置扫描范围，把透射光谱扫描并通过第一光电倍增管(12)记录下来，所获得的待测样品(8)的透射光谱数据保存在所述的计算机(24)硬盘上；

⑥调整第二透镜(16)，使光斑照射在第二光谱仪(15)的狭缝上，以收集到更强的光信号，设置扫描范围，把反射光谱扫描并通过第二光电倍增管(14)记录下来，所获得的待测样品(8)的反射光谱数据保存在所述的计算机(24)的硬盘上；

⑦计算机(24)将待测样品的透射光谱数据与透射基准信号进行除法运算得到透射率谱；

⑧计算机(24)将待测样品的反射光谱数据谱与所述的反射基准信号进行除法运算得到反射率谱。

6.根据权利要求5所述的相变薄膜微区光谱测量的方法，其特征在于还包括下列步骤，以获得激光辐照微区后的光谱：

⑨开启所述的激光器(21)，激光经所述的扩束镜(20)、第四透镜(19)、声光器件(18)和第三透镜(17)，激光的脉宽由所述的声光器件(18)的函数发生器控制，经过调制的激光照射在待测样品(8)上的位置和所述的光源(1)的光束的照射的位置重合：

⑩再重复所述的④～⑧步骤，又获得激光辐照微区后的透射率谱和反射率谱。