[发明专利]反向共线瞬态热反射测量系统

摘要

本发明涉及一种反向共线瞬态热反射测量系统，该系统用于测量待测样品(4)，该系统包括偏振输出脉冲激光器(1)、分束器(2)、波片(3)、第一偏振器(5)、第二偏振器(10)、声光调制器(8)、大直角棱镜(22)、位移平台(23)、第一偏振分束器(13)、第二偏振分束器(18)、光电探测器(12)、第三反射镜(21)、第三凸透镜(15)、第四凸透镜(16)、第二扩束镜(17)和光路截止挡板(20)，待测样品(4)设置在第三凸透镜(15)和第四凸透镜(16)之间。该测量系统减少光学元器件，简化调节过程，提高探测信号的信噪比，并兼顾到材料的吸收和反射特性。

主权项

一种反向共线瞬态热反射测量系统，该系统用于测量待测样品(4)，其特征在于：该系统包括偏振输出脉冲激光器(1)、分束器(2)、波片(3)、第一偏振器(5)、第二偏振器(10)、声光调制器(8)、大直角棱镜(22)、位移平台(23)、第一偏振分束器(13)、第二偏振分束器(18)、光电探测器(12)、第三反射镜(21)、第三凸透镜(15)、第四凸透镜(16)、第二扩束镜(17)和光路截止挡板(20)，待测样品(4)设置在第三凸透镜(15)和第四凸透镜(16)之间，其中，偏振输出脉冲激光器(1)，用于输出偏振态脉冲激光束；分束器(2)，用于将偏振输出脉冲激光器(1)输出的偏振态脉冲激光束分成透过该分束器(2)且由波片(3)接收的泵浦光和由该分束器(2)反射且由第三反射镜(21)接收的探测光；波片(3)，接受通过分束器(2)分成的泵浦光，用于旋转激光束偏振方向；第一偏振器(5)，接收通过波片(3)旋转偏振方向的泵浦光，使输出泵浦光偏振方向与偏振输出脉冲激光器(1)输出的偏振态脉冲激光束偏振方向垂直；第一反射镜(6)，接收经第一偏振器(5)的泵浦光并反射该泵浦光；第一凸透镜(7)，接收并聚焦缩束经过第一反射镜(6)反射的泵浦光；声光调制器(8)，接收并调制经第一凸透镜(7)聚焦缩束的泵浦光，用于输出调制的泵浦光；光阑(9)，用于通过已经声光调制器(8)调制的泵浦光，并阻挡其他衍射光；第一偏振分束器(13)，用于反射通过光阑(9)的已调制的泵浦光；第一扩束镜(14)，用于接收第一偏振分束器(13)反射的已调制泵浦光，将其光斑放大；第三凸透镜(15)，用于将通过第一扩束镜(14)的已调制泵浦光汇聚到样品(4)表面；第四凸透镜(16)，用于将从样品(4)表面反射的已调制泵浦光近似平行入射至第二扩束镜(17)；第二扩束镜(17)，用于接收通过第四凸透镜(16)的已调制泵浦光，将其光斑缩小；第二偏振分束器(18)，用于反射通过第二扩束镜(17)的已调制泵浦光，使之入射至光路截止挡板(20)；光路截止挡板(20)，用于阻挡第二偏振分束器(18)反射的已调制泵浦光；第三反射镜(21)，用于接收并反射分束器(2)反射出的探测光；大直角棱镜(22)，利用全反射接收的经过第三反射镜(21)反射的探测光，并改变探测光的光路路方向，使探测光的光路方向改变180度；位移平台(23)，其移动方向和第三反射镜(21)入射至大直角棱镜(22)的方向平行；第二反射镜(19)，用于反射通过大直角棱镜(22)的探测光；第二偏振分束器(18)，还用于透过第二反射镜(19)反射的探测光；第二扩束镜(17)，还用于接收透过第二偏振分束器(18)的探测光，将其光斑放大；第四凸透镜(16)，还用于将通过第二扩束镜(17)的探测光到样品(4)表面；第三凸透镜(15)，还用于将从样品(4)表面反射的探测光近似平行入射至第一扩束镜(14)；第一扩束镜(14)，还用于接收通过第三凸透镜(15)的偏振探测光，将其光斑缩小；第一偏振分束器(13)，还用于接收通过第一扩束镜(14)的探测光，使之透过并入射至第二偏振器(10)；第二偏振器(10)，还用于接收透过第一偏振分束器(13)的探测光，并过滤掉和探测光偏振方向不同的杂散光。