基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统及方法，所述薄膜材料热物性测量系统包括探测光源、加热光源、光子探测器、时间相关单光子计数器和计算单元；探测光源用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行荧光激发；加热光源用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行瞬态加热；光子探测器用来探测荧光激发的荧光信号；时间相关单光子计数器与光子探测器信号连接，用来记录荧光激发的单光子信号；计算单元与时间相关单光子计数器信号连接，用来根据时间相关单光子计数器记录的单光子信号进行薄膜样品热物性计算。本发明专利技术简单易操作，测量方式灵活，灵敏度更高，可应用于生物、医学等领域，能在保证生物活性的同时，实现微小温度扰动下的热物性测量。

【技术实现步骤摘要】
基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统及方法
本专利技术属于材料热物性的光学测量
，具体涉及基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统及方法。
技术介绍
随着薄膜材料合成与加工工艺的迅速发展，薄膜材料已经被广泛运用于微机械和微电子器件等领域。进行热物性分析，揭示热运输机理，对薄膜材料研究和发展具有重要意义。然而宏观尺度下用于测量和分析材料热物性的方法在微纳尺度下已不再适用。开发针对薄膜材料的新型热测量方法已成为国内外研究的热点之一。目前针对薄膜材料的热测量方法可以划分为接触式和非接触式两类。接触式方法一般采用电加热的方式进行，通电过程中可能会造成样品损坏，电极联接处也易产生接触热阻产生实验误差。而非接触式方法一般采用光学热测量方法。现有的光学热测量技术主要基于光的吸收、反射、散射、辐射等原理。其中，基于光吸收原理实现热测量的光声技术，可用于固体材料热物性的测量，但其受光强变化影响大，材料表面的光反射会造成一定的误差[1]；基于光反射原理实现热测量的泵浦-探测(pump-probe)技术，需要对样品进行金属镀膜等前处理步骤[2]；基于热辐射的热测量技术对材料发射率有一定要求，背景辐射也会本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：包括探测光源、加热光源、光子探测器、时间相关单光子计数器和计算单元；所述探测光源为窄脉宽、高重频的激光器，用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行荧光激发；所述加热光源为可调制激光器，用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行瞬态加热；所述光子探测器用来探测荧光激发的荧光信号；所述时间相关单光子计数器与所述光子探测器信号连接，用来记录荧光激发的单光子信号；所述计算单元与所述时间相关单光子计数器信号连接，用来根据所述时间相关单光子计数器记录的单光子信号进行薄膜样品热物性计算。

【技术特征摘要】
1.基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：包括探测光源、加热光源、光子探测器、时间相关单光子计数器和计算单元；所述探测光源为窄脉宽、高重频的激光器，用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行荧光激发；所述加热光源为可调制激光器，用来照射薄膜样品以对薄膜样品进行瞬态加热；所述光子探测器用来探测荧光激发的荧光信号；所述时间相关单光子计数器与所述光子探测器信号连接，用来记录荧光激发的单光子信号；所述计算单元与所述时间相关单光子计数器信号连接，用来根据所述时间相关单光子计数器记录的单光子信号进行薄膜样品热物性计算。2.如权利要求1所述的基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：所述探测光源的出射光依次经第一聚光件、分光件后照射到薄膜样品上。3.如权利要求1所述的基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：所述加热光源的出射光经第二聚光件后照射到薄膜样品上。4.如权利要求1所述的基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：所述加热光源发射激光的波长范围避开薄膜样品的荧光激发波段。5.如权利要求1所述的基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：所述荧光激发的荧光信号依次经第三聚光件、滤光件后，被所述光子探测器接收。6.如权利要求1所述的基于荧光寿命的薄膜材料热物性测量系统，其特征是：所述加热光源和所述探...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳亚楠，吴昊，熊扬恒，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42