[发明专利]光强分布的测量方法

说明书

一种光强分布的测量方法，包括以下步骤：提供一光强分布的检测系统，将所述光强分布的检测系统设置在真空环境中，所述光强分布的检测系统包括一碳纳米管阵列、一反射镜、一成像元件和一冷却装置，该碳纳米管阵列设置于一生长基底；启动所述冷却装置冷却所述生长基底使所述生长基底与所述碳纳米管阵列的接触表面维持恒温；用一待测光源照射所述碳纳米管阵列，使该碳纳米管阵列辐射出可见光，并持续冷却所述生长基底使所述生长基底与所述碳纳米管阵列的接触表面维持恒温；所述碳纳米管阵列所辐射的可见光经所述反射镜反射；利用所述成像元件对所述反射镜所反射的可见光成像，读出待测光源的光强分布。

技术领域

本发明涉及一种光强分布的测量方法，尤其涉及一种基于碳纳米管阵列的光强分布的测量方法。

背景技术

光源所发出的光在哪个方向(角度)上传播以及强度大小统称为“光强分布”。

光强分布的测量方法基本分为两种：一种是把传感器放在距样品一定距离的地方，所述传感器在样品周围同心分布的若干点移动并进行测量，即可测量光强的分布；另一种是把测量装置放在距样品不同的距离处测量光强的分布，所述测量装置由一个CCD传感器和一个具有类似鱼眼镜头的超广角棱镜的光学系统组成。

目前，检测光强分布的传感器主要分为两大类：光子传感器(制冷型)和热传感器(非制冷型)。光子传感器具有灵敏度高、响应速度快的优点，然而，光子传感器需要液氮制冷、成本较高、且可探测的光波波段较窄。热传感器成本较低、可探测的光波波段较宽、且可在室温下操作，但是，热传感器存在灵敏度较低、分辨率低的缺点。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种光强分布的测量方法，该测量方法具有较高的灵敏度和分辨率，且可以检测较宽的光波波段。

一种光强分布的测量方法，包括以下步骤：提供一光强分布的检测系统，将所述光强分布的检测系统设置在真空环境中，所述光强分布的检测系统包括一碳纳米管阵列、一反射镜、一成像元件和一冷却装置，该碳纳米管阵列设置于一生长基底；启动所述冷却装置冷却所述生长基底使所述生长基底与所述碳纳米管阵列的接触表面维持恒温；用一待测光源照射所述碳纳米管阵列，使该碳纳米管阵列辐射出可见光，并持续冷却所述生长基底使所述生长基底与所述碳纳米管阵列的接触表面维持恒温；所述碳纳米管阵列所辐射的可见光经所述反射镜反射；利用所述成像元件对所述反射镜所反射的可见光成像，读出待测光源的光强分布。

与现有技术相比，本发明提供的光强分布的测量方法中，碳纳米管阵列作为光强分布的感测元件，由于碳纳米管是一种优异的热敏性和光敏性材料，且其对光，尤其是红外光具有很宽的波长响应范围和很高的吸收率，因此，本发明提供的光强分布的测量方法具有很高的灵敏度，且可检测的光波波长范围很广。其次，通过所述冷却装置冷却所述生长基底，在此过程中冷却装置吸收了并带走所述生长基体的热量，可减少热量在生长基底中的横向扩散及轴向扩散，进而使所述生长基底与所述碳纳米管阵列的接触表面维持恒温，热量几乎只沿着碳纳米管的轴向传导辐射可见光到反射镜。因此，利用本发明提供的方法测量光强分布具有很高的分辨率和准确度，至少能够分辨10微米的细节。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光强分布的检测系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的利用所述检测系统检测光强分布的光路示意图。

图3为本发明实施例提供的光强分布的检测系统中所采用的碳纳米管阵列的扫描电镜照片。

图4为本发明实施例提供的强分布的检测系统中温度传感器与冷却装置的结构示意图。

图5为本发明实施例提供未通过冷却装置冷却的生长基底的等温线仿真图。

图6为本发明实施例提供的通过冷却装置冷却后的生长基底的等温线仿真图。

图7为本发明实施例提供的光强分布的测量方法的流程图。