[发明专利]快速检测II型红外超晶格界面质量的光谱方法和装置

权利要求书

1.一种快速检测II型红外超晶格界面质量的光谱方法和装置，包括傅里叶红外变换光谱系统（1）、光调制装置（2）、激光器（3）和变温变磁场样品测量系统（4），其特征在于：

-所述傅里叶红外变换光谱系统（1）具有光干涉部件（101），与光干涉部件相联接的探测器（102），用于探测信号处理的电路控制板（103）和控制台计算机（104）；

-所述光调制装置（2）包含机械斩波器（201）和锁相放大器（202）；机械斩波器（201）的频率信号作为锁相放大器（202）的参考信号馈入其的参考信号输入端，锁相放大器（202）的输入端和探测器（102）的输出端相连接，锁相放大器（202）的输出端与电路控制板（103）的输入端相连接；

-所述激光器（3）产生连续激光，激光光子能量大于待测样品的禁带宽度能量；

-所述变温变磁场样品测量系统（4）包括杜瓦底座（401）、超导变温变磁场杜瓦（402）、样品架（403）和中远红外波段的待测样品（404）；其中超导变温变磁场杜瓦（402）包括温度传感器（405）和提供磁场的超导线圈（406）；

测量时，首先将超导变温变磁场杜瓦（402）固定于杜瓦底座（401）上，将待测样品（404）安装到样品架（403）上，设定超导变温变磁场杜瓦（402）的温度为~4.2K，通过温度传感器（405）监测待测样品（404）温度，待温度稳定后，打开激光器（3），将激光照射到待测样品（404）上。将激光器（3）的输出功率设定为较高数值~400毫瓦，待测样品（404）温度略有上升，再次等待温度稳定，以保证温度测量的准确性，机械斩波器（201）将入射激光调制成交变方波，经过调制的激光照射到待测样品（404）上产生光致发光信号，机械斩波器（201）的频率信号输入到锁相放大器（202）的参考端；待测样品（404）的光致发光信号通过傅里叶变换红外光谱系统（1）光干涉部件（101），输出到探测器（102），探测器（102）的输出信号接入锁相放大器（202）的输入端，锁相放大器（202）的输出端接到电路控制板（103），而后输入控制台计算机（104），从而获得待测样品（404）的光致发光谱，通过改变超导线圈（406）的电流，从而改变待测样品（404）的磁场强度，通过比较不同磁场强度下测得的光致发光谱的发光强度的变化，判断II型超晶格的界面质量。

2.一种基于权利要求1所述装置的II型超晶格界面质量的检测方法，其特征主要包括以下步骤：

1）将待测样品（404）安装到样品架（403）上，并设定温度；

2）温度稳定后，将设定好输出功率的激光器（3）输出的激光照射到待测样品（404）上；

3）再次等待温度稳定，用机械斩波器（201）对激光进行幅度调制，并在探测器（102）和电路控制板（103）之间接入锁相放大器（202），进行相敏检测；

4）将傅里叶变换红外光谱系统（1）设定为步进扫描状态，适当设置机械斩波器（201）的调制频率、锁相放大器（202）的灵敏度和积分时间，进行红外光致发光谱的测量；

5）通过改变超导线圈（406）的电流改变待测样品（404）的磁场，通过几个磁场强度下测得的光致发光谱的发光强度的变化，判断II型超晶格的界面质量。