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TDTR专题:时域热反射系统的基本原则介绍(一)时域热反射系统 基本光路:在典型的TDTR设置中,如图1。锁模Ti:蓝宝石激光振荡器作为光源,它提供重复频率80 MHz、波长800 nm、150 fs激光脉冲。光学隔离器装在激光振荡器的出口,以防止激光束反射回振荡器。在隔离器前安装半波片调节TDTR测量时的激光功率。然后激光束通过偏振分束器分成泵浦光和探针光。在PBS之前,另一个半波片用来调整泵浦和探针光束之间的功率比。泵束通常在0.2-20 MHz范围内使用电光调制器(EOM)调制频率,然后通过物镜聚焦到样品。另外一些TDTR设置使用声光调制器(AOM),但由于AOM的上升时间长得多,调制频 ...
光热反射法中时域热反射TDTR和频域热反射FDTR尤为收到人们的关注,在这里介绍TDTR和FDTR技术的研究背景。将泵浦激光束聚焦在样品表面,形成一个高斯形状的热源,而探针激光束聚焦在同一点,测量反射率的变化。对于微小的温度变化,反射率的变化与附加屈光度系数的表面温度的变化成正比。样品通常涂有一层较薄的金属传感层(如100铝膜或金膜)。TDTR和FDTR是非接触式光泵-探针技术,其中一束光(泵浦光)作为热源,而第二束光(探测光)通过表面反射率的变化来检测由此产生的温度变化,如图1中所示。通常,探测光会选用传感层金属的热反射系数绝对值较高的波长,而泵浦光选用传感层吸收系数较高的波长,以保证在同样 ...
快泵浦探测的时域热反射法(TDTR)和基于连续波激光的频域热反射法(FDTR)。此外,还有新开发的稳态温升热反射法(SSTR)和空间域热反射法(SDTR)等。这些热反射法的特点是采用一束经调制的激光周期性加热样品,采用另一束激光作为探测光,通过被加热样品表面的反射率随温度的线性变化来测量样品表面的局部温度变化,从而确定样品相关的热物性(例如图1中的FDTR传统光路示意图)。由于探测激光可以由高倍显微物镜聚焦在样品表面形成微米直径的光斑,从而实现微米级分辨率的加热和温度探测,因此该方法极大地放宽了对样品尺寸的限制。另外基于热反射法的实验可建立多层结构的三维各向异性传热模型,因此该方法不再局限于测 ...
)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试系统)发挥了极其重要的作用,它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究,以及在某些情况下,CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究,使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法,包括闪光法(Laser Flash),3-Ω法,稳态四探针法,悬浮电加热法,拉曼热成像法,时域热反射法(TDTR)等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量,受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析,以及解析薄膜特性和界面的能力,飞秒高速热反射测量(FSTR)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试 ...
FDTR收集作为泵浦光束调制频率的函数的热反射信号,而不是监控作为泵浦和探测脉冲到达时间之间的延迟的函数的热反射信号。因此,通过将延迟级保持在固定位置,基于超快激光的TDTR也可以实现FDTR的功能。下面先讨论和比较脉冲FDTR和连续FDTR。脉冲FDTR使用与传统TDTR类似的设置。唯一不同的是,用于消除TDTR高次谐波信号的谐振电路不能用于FDTR实验,因为数据是作为调制频率的连续函数获得的,而谐振电路通常处于固定的截止频率。然而,如果泵浦光束由纯正弦波调制,或者如果使用干净正弦波乘法器的数字锁定放大器用于锁定检测,或者如果在热建模中也考虑了高次谐波,则谐振滤波器的使用对于TDTR并不总是 ...
基于热磁光克尔效应的温度测量允许使用薄得多的磁传感器薄膜,该薄膜不必像传统TDTR方法中所要求的那样是光学不透明的。具有较低热导率的较薄换能器可以最小化换能器层中的横向热流,从而增强对面内热导率的测量灵敏度。同时,当衬底的热导率较小时,换能器层的小热质量也能够增强对界面热导率的灵敏度。图1显示了TR-MOKE信号检测方案。为了进行TR-MOKE测量,样品需要涂上一层薄的垂直磁化传感器,在测量前用外部磁铁磁化。非偏振分束器被插入在转向PBS和显微镜物镜之间,以将反射的泵浦和探测光束转向检测路径。在检测路径中,泵浦光束被滤波器去除,而探测光束通过半波片,然后被渥拉斯顿棱镜分成两个正交偏振分量。调整 ...
了一种高通量时域热反射(HT-TDTR)技术,该技术将ASOPS与泵浦光束的高频调制相结合,能够快速准确地测量热特性。图1(b)显示了基于ASOPS的TDTR系统的示意图。在这个系统中,泵浦光束被EOM调制到频率ω0 = 2πfmod。光电二极管检测器探测到的信号可以表示为锁相放大器同相和异相输出的表达式为这里,ωs = 2πfpump,δω= 2ωδf,t0表示等效延迟时间。与传统TDTR方程中的信号相比,唯一的区别在于指数项,用ASOPS-TDTR中的δωt0代替了传统TDTR中的ωst’d。因此,ASOPS-TDTR中锁定放大器的输出信号随周期1/δf而时变。ASOPS-TDTR中检测到 ...
膜性能(二)时域热反射,tdtr,频域谱,金属薄膜,电子-声子耦合,温度,金,铝,铬,铂,铜,表一.用于2 TM模型计算的材料列出的属性包括电子-声子耦合常数(g)、电子比热常数(γe)、300 K温度下的热容常数(C1)、电子热导率(λe)和声子热导率(λl)。声子弛豫起始时间trp由2 TM模型计算获得。傅里叶频谱分析图1.金和铝在10 KHz归一化的频率响应幅度的比较。虚线代表1TM温度模式,实线蓝色和橙色代表2TM温度模式光谱,红色代表半峰全宽下100 fs激光泵浦脉冲的光谱为了获得材料的频率响应,将时域谱进行傅里叶变换可得到图1中的频域谱,其中蓝色和橙色的实线是在50 nm厚换能器的 ...
TDTR专题:泵浦热探测中金属传感器薄膜热传导性能(一)热传导过程在泵浦光与金属传感器作用后数十飞秒内,吸收的能量通过电子-电子碰撞引起电子的非平衡热分布,然后通过电子-声子碰撞传递能量。这可通过双温模型(2TM)描述,电子温度为Te,声子温度为Tp。 最后,电子、声子间的热平衡在几皮秒内到达。双温模型条件达到热平衡(Te=Tp)且样品层内声子弛豫(Tp递减)已经开始。薄膜传感器中的电子-声子演化图1. (a) 150纳米和(b) 50纳米厚的铝膜表面(红色)和铝/二氧化硅界面(蓝色)的电子Te(实线)和声子Tp(虚线)温度如图1红线,铝中电子温度迅速升高,迅速驰豫,代表能量从电子快速转移到声 ...
维信息存储、时域热反射测量、调频、光通信等领域;脉冲选择器如以下几部分组成:脉冲激光器、分光棱镜、格兰棱镜、电光调制器(普克尔盒)、调制器驱动等;如上图所示,脉冲激光经过棱镜分为两束,经过格兰棱镜后,以一定的偏振态入射EOM后,由于电致晶体产生电光效应,使出射光发生偏转,以合适偏振态透过棱镜;另外一束光在探测器上产生电信号,电信经过调制器驱动处理、放大后,给EOM提供驱动提供参考信号,驱动根据参考信号输出高压脉冲信号,在调制器上产生电光效应;给晶体施加电压,电场导致晶体中分子发生取向,呈现各向异性,产生双折射,使寻常光与非寻常光折射率呈现差异,最终表现光束偏转。折射率变化与电压呈线性关系的称为 ...
)TDTR 时域热反射测量法 time-domain thermoreflectance该应用中,为了得到物质热学传递特定的高速描述,需要对入射的脉冲/连续光进行8-10Mhz频率调制,并配套解调系统,得到高时间分辨率的热学传递特性对于fs激光的波长可调特性,需要配套调制器/脉冲选择器的A宽谱工作选项(25D+M350-160,400-800nm/ 700-1100 nm)如何选择脉冲选择器/Pulse Picker脉冲选择器/Pulse Picker选取应考虑的主要指标如下:开关时间(特别是对于高输入脉冲重复率的光源)或上升/下降时间对于基于AOM脉冲选择器/Pulse Picker,上升/ ...
膜厚测量仪、时域热反射测量系统等产品至展会现场,为广大客户展示我们产品的技术和应用。展品简介:1. OLED行业高精度、高速专用色度计 上海昊量光电代理的荷兰Admesy公司生产的色度计,具有悠久的产线光学测量历史,专注于光和颜色测量,特别是在OLED\LCD显示行业。Admesy的主要产品有色度计(MSE,Hyperion)、光谱仪(Hera,Rhea)、相机(Atlas)等,可对面板进行Gamma,Flicker,白平衡,光谱及mura的测量与调节。它的设备的主要特点是高速,准确,并且体积很小,易于携带,特别适合产线测。 2. 紫外高分辨率高速DM ...
时域热反射测量系统 (TDTR 测试系统)飞秒激光时域热反射测量技术,即Time-domain Thermoreflectance, TDTR 是一种基于飞秒超快激光抽运探测(pump-probe)技术的导热测量技术。相比于其他导热测量技术,目前TDTR技术因其可以测量纳米薄膜热导率和界面热阻以及非接触式测量特性而具有独特优势。我司新推出的时域热反射测量系统可用于测量金属薄膜、块体或液体的热导率、界面热阻等多项热物性参数,薄膜测量厚度可达纳米量级!在微纳结构新材料的研发与分析等方面得以越来越广泛的应用。 时域热反射测量系统 (TDTR 测试系统)通过利用飞秒激光照射样品表层金属薄膜,令薄膜吸收 ...
Moku:Pro任意波形发生器Moku:Pro任意波形发生器描述Moku:Pro任意波形发生器的4通道任意波形发生器可以产生4种定制波形,高达65,536点,采样率从312.5 MSa/s到1.25 GSa/s。波形可以从文件或输入作为一个分段的数学函数多达32段,使您能够生成真正的任意波形。在突发模式下,Moku:Pro任意波形发生器波形产生可以从具有启动或n周期模式的输入通道触发。在脉冲模式下,Moku:Pro任意波形发生器波形可以输出超过250,000个周期的死时间之间的脉冲。参数•4个独立的AWG通道,高达500 MHz带宽•选择预置波形,加载点从文件,或直接输入方程•四个通道之间的相 ...
Moku:Pro_PID控制器Moku:Pro集成12个专业、强大的仪器功能,包括PID 控制器、相位表、示波器、频谱分析仪、锁相放大器、波形发生器、频率响应分析仪、任意波形发生器、数据记录仪、数字滤波器,激光锁频器,FIR 滤波器。满足科研、工业领域等广泛专业测试测量与控制应用需求。典型应用高速数据采集自动化测试序列系统原型设计和仿真闭环控制设计光学计量和光谱学用于光学、成像和其他定制系统量子计算Moku:Pro_PID控制器描述Moku:PID控制器的PID控制器具有四个完全可配置的PID控制器,具有亚微秒的延迟。这使得它们能够用于要求低和高反馈带宽的应用,如激光温度和电流稳定。通过使积分 ...
Moku ProMoku Pro作为一款全功能信号控制及测量设备。同时具备九大功能:锁相放大器,任意波形发生器、频谱分析仪、数据记录器、示波器、相位计、PID控制器、频谱分析仪、波形发生器。Moku:Pro 的数字锁相放大器支持从 1 mHz 到 600 MHz 的双相解调 (XY/Rθ)超过 120 dB 的动态储备。 PID 控制器可以放置在锁相环应用的解调阶段之后。 它还具有集成的 4 通道示波器和数据记录器,使您能够以高达 1.25 GSa/s 的速度观察信号并以高达 1 MSa/s 的速度记录数据。特点• 以超过 120 dB 的动态储备测量被噪声遮蔽的信号• 数字信号处理链的框图视 ...
Moku ProMoku :Pro多功能科学实验仪器Moku Pro作为一款全功能信号控制及测量设备。Moku :Pro同时具备九大功能:锁相放大器,任意波形发生器、频谱分析仪、数据记录器、示波器、相位计、PID控制器、频谱分析仪、波形发生器。Moku:Pro是一个灵活、高性能、软件定义的硬件平台。Moku :Pro强大的Xilinx Ultrascale+ FPGA与高带宽模拟前端以及强大的网络和存储相结合,Moku :Pro以zui大限度地提高灵活性和性能。Moku:Pro的软件定义仪器套件支持高速数据采集、处理和可视化、波形生成和实时控制应用。Moku:Pro Hardware ...
高精度中空回射器阵列中空回射器是由三个表面镀膜的反射面组成,形成一个角锥空心结构。对位置和震动不敏感,可将任意方向的入射平行光以高精度(约1角秒)反射回去。中空回射镜阵列由单独的2.5英寸(63mm)透明孔径中空回射镜组成,zui大偏差为5.0或20.0弧秒。中空回射镜阵列将多个回射镜安装在铝板上,每个回射镜损坏时可更换,铝板之间的间隔紧密,形成一个一个巨大的自补偿镜面。 主要特点:各种中空回射镜数量、阵列尺寸大小可选单单独,紧密安装的中空回射镜作为一个大的自补偿镜面。各种尺寸、定制镀膜材料可选标准的中空回射镜阵列由单独的2.5英寸(63mm)透明孔径中空回射镜组成,zui大偏差为5.0或20 ...
兹时域光谱、时域热反射测量(TDTR) • 气体谐波测量实验• 激光器稳频/锁频实验 • 原子物理实验• 飞秒脉冲受激拉曼损耗显微成像 • 微弱信号测量 • 光声粘弹性成像测量 • 光声光谱测量• 光电实验信号的分析和测量 • 电子工程类实验• 迈克尔逊干涉实验 • RC、RL电路实验• 对有用信号与噪声信号分离的数字滤波器实验 • 光速的测量• 系统输出信号的相位差测量以及幅值、频率的同时测量 ...
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