[发明专利]同时测定热导率、比热容及界面热阻的测量方法及系统

权利要求书

1.一种同时测定热导率、比热容及界面热阻的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

利用预设的激光光斑尺寸和调制频率对待测样品进行TDTR测量，得到测量信号；所述测量信号包括负延迟时间段的测量得到的相位信号和正延迟时间段的测量得到的相位信号；

将所述待测样品的初始参数值输入传热模型，得到模拟信号；判断所述模拟信号和所述测量信号的偏差是否小于预设值；若是，则以所述初始参数值作为所述待测样品的测量参数值；若否，则对所述初始参数值进行调整，得到调整后参数值，并以所述调整后参数值作为下一次循环的初始参数值，返回“将所述待测样品的初始参数值输入传热模型”的步骤；所述参数值包括热导率、比热容及界面热阻的取值；所述模拟信号包括负延迟时间段的模拟得到的相位信号和正延迟时间段的模拟得到的相位信号。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述预设的激光光斑尺寸和调制频率满足预设准则；所述预设准则为：3d_p≤w₀≤15d_p；其中，d_p为热穿透深度，其由调制频率确定；w₀为激光光斑半径。

3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述热穿透深度的计算公式为：其中，k为待测样品的热导率；f为调制频率；C为待测样品的体积比热容。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对待测样品进行TDTR测量具体包括：利用TDTR系统对待测样品进行TDTR测量；

所述TDTR系统包括：泵浦光传输部件、探测光传输部件和探测部件；所述泵浦光传输部件用于产生预设的调制频率的泵浦光，并传输至所述待测样品，对所述待测样品进行周期性加热；所述探测光传输部件用于产生探测光，并传输至所述待测样品，探测所述待测样品表面的温度响应，产生响应光；所述探测部件用于接收所述响应光，提取所述待测样品的热响应信号；所述测量信号即根据所述热响应信号得到。

5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于，根据所述热响应信号得到所述测量信号具体包括：计算所述热响应信号中的同相信号和所述热响应信号中的异相信号的比值，并对所述比值进行取反，得到所述测量信号。

6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述负延迟时间段为-20～-5ps；所述正延迟时间段为0.1～4ns。

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述判断所述模拟信号和所述测量信号的偏差是否小于预设值具体包括：

判断所述负延迟时间段的测量得到的相位信号和所述负延迟时间段的模拟得到的相位信号的偏差是否小于预设值，且所述正延迟时间段的测量得到的相位信号和所述正延迟时间段的模拟得到的相位信号的偏差是否小于所述预设值。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述对所述初始参数值进行调整的方式包括人工调整和利用MATLAB自动调整。

9.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在得到所述待测样品的测量参数值之后，所述测量方法还包括：利用误差传递分析模型确定热导率、比热容及界面热阻的取值的误差及相关性系数。

10.一种同时测定热导率、比热容及界面热阻的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：

测量模块，用于利用预设的激光光斑尺寸和调制频率对待测样品进行TDTR测量，得到测量信号；所述测量信号包括负延迟时间段的测量得到的相位信号和正延迟时间段的测量得到的相位信号；

模拟模块，用于将所述待测样品的初始参数值输入传热模型，得到模拟信号；判断所述模拟信号和所述测量信号的偏差是否小于预设值；若是，则以所述初始参数值作为所述待测样品的测量参数值；若否，则对所述初始参数值进行调整，得到调整后参数值，并以所述调整后参数值作为下一次循环的初始参数值，返回“将所述待测样品的初始参数值输入传热模型”的步骤；所述参数值包括热导率、比热容及界面热阻的取值；所述模拟信号包括负延迟时间段的模拟得到的相位信号和正延迟时间段的模拟得到的相位信号。