[发明专利]表征有基底纳米线的空间扫描双波长拉曼闪光方法及装置

权利要求书

1.一种表征有基底纳米线的空间扫描双波长拉曼闪光方法，其特征在于，包括以下步骤：

稳态步骤：将加热激光固定在一维纳米线中心位置，加热一维纳米线样品至稳态，沿样品长度方向改变探测激光光斑中心的位置，获取稳态下沿样品长度方向的温度分布，其中，该稳态步骤中的加热激光使用连续加热激光，探测激光使用连续探测激光，且二者波长不同，其中，所述稳态步骤包括：对待测样品进行标定，通过恒温加热台改变样品温度，拟合不同温度下所述待测样品的特征峰，得到所述待测样品温度与所述特征峰的峰位之间的一一对应关系；在所述连续加热激光作用下，控制所述待测样品由环境温度T₀上升至稳态温度T_st，将所述连续探测激光移至位置x₁，根据所述对应关系得到所述位置x₁处连续探测激光高斯积分的平均稳态温升将所述连续探测激光移至位置x₂，根据所述对应关系得到所述位置x₂处连续探测激光高斯积分的平均稳态温升改变所述连续探测激光的空间位置，使所述连续探测激光的光斑中心逐渐远离所述连续加热激光的光斑中心，得到稳态下沿样品长度方向的温度分布利用所述连续加热激光光斑中心稳态温升对所述稳态温度分布进行归一化处理，得到无量纲化稳态温度分布θ_st(x)；

瞬态步骤：将加热激光固定在所述一维纳米线中心位置，沿所述样品长度方向改变探测激光光斑中心的位置，该瞬态步骤中的加热激光使用脉冲加热激光，探测激光使用脉冲探测激光，且二者波长不同，而脉冲周期相同，在不同位置处，测量一个脉冲周期内温度随时间变化的曲线，计算得到不同位置的相位，获取相位沿空间方向的分布，其中，所述瞬态步骤包括：固定所述脉冲探测激光的光斑中心位置，改变所述脉冲加热激光和所述脉冲探测激光之间的时间延迟，得到任意一位置x₀处探测脉冲宽度t_p内高斯积分的平均温升随时间的变化曲线利用所述脉冲加热激光光斑中心位置的最高温升对得到的待测样品的温度随时间的变化曲线进行归一化处理，得到无量纲化温升曲线θ(x₀,t)；对测量位置x₀的无量纲化温升曲线θ(x₀,t)进行锁相处理，提取脉冲探测激光光斑中心位置与脉冲加热激光光斑中心位置的相位差将所述脉冲探测激光移动至位置x₁处，重复上述步骤得到所述位置x₁处待测样品的相位并且将所述脉冲探测激光移动至位置x₂处得到所述位置x₂处待测样品的相位不断改变所述脉冲探测激光光斑中心的位置，使之逐渐远离脉冲加热激光的光斑中心，得到沿一维纳米线长度方向相位随空间位置的变化曲线

构建导热方程组步骤：利用无量纲化稳态温度分布和瞬态相位分布拟合得到热扩散率α；其中，稳态温度分布是λR_c和ηR_c的函数，λ为热导率，R_c为接触热阻，η为样品的激光吸收率；通过将稳态温度进行归一化，消去ηR_c的影响，无量纲化稳态温度分布是λR_c的函数，稳态下，利用最小二乘方法进行拟合，得到参数λR_c；瞬态温度分布是λR_c、ηR_c和CR_c的函数，C为比体积热容；利用加热激光光斑中心的最高点温升进行归一化，消去ηR_c的影响，λR_c已由稳态过程获得，通过对空间相位分布进行拟合得到参数CR_c；根据λR_c和CR_c的比值得到热扩散率α；已知比体积热容C时，根据参数CR_c可得到接触热阻R_c，进而根据参数λR_c得到热导率λ。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，若基底为非金属材料，所述探测激光同时提取到样品和基底的温升；若基底为金属材料，忽略所述基底的温升。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探测激光照射在所述样品表面的强度小于1mW，以及所述脉冲加热激光和脉冲探测激光都是连续激光通过电光调制器和信号发生器的调制而形成的。