[实用新型]基于共线法的热导率测量装置

说明书

技术领域

基于共线法的热导率测量装置属于光电技术领域。

背景技术

随着科学技术的快速发展，越来越多的高分子材料和纳米薄膜材料不断涌现出来。而对于各种新物质新材料的热导率实验测定，将为新型导热、隔热薄膜材料的开发与研究打下坚实的理论基础。

对于热导率的测量，近几十年开发出了一种非稳态测量方法。该方法多用于研究高导热系数材料，或在高温条件下进行测量。对于非稳态热导率测量装置，传统结构如图1所示。在该装置中，纳秒脉冲激光器发出的激光束经过反射镜转折，从透镜的中心汇聚到样品表面，而氦氖激光器发出的激光束依次经过二分之一玻片、偏振分光片和另一片反射镜后，从透镜的非中心汇聚到样品表面，该激光束从与中心对称的位置反射，经第三片反射镜反射后，由探测器接收，并由示波器显示。

这样的装置结构具有以下缺点：

第一、纳秒脉冲激光器发出的激光束与氦氖激光器发出的激光束采用非共线的方式，光点空间重合不易调节，而且测量得到信号的信噪比较低；

第二、无法克服氦氖激光器不稳定给测量结果带来的影响。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种基于共线法的热导率测量装置，该装置通过将纳秒脉冲激光器与氦氖激光器光束共线，同时引入参考光，不仅提高了信噪比，而且避免了氦氖激光器不稳定给测量结果带来的影响。

本实用新型的目的是这样实现的：

基于共线法的热导率测量装置，包括纳秒脉冲激光器，设置于纳秒脉冲激光器出射光路上的第一分束片，用于接收第一分束片反射光路的硅探测器，用于显示硅探测器接收信号的示波器；氦氖激光器、二分之一玻片和偏振分光片，还包括二向色镜，纳秒脉冲激光器的出射光路经过二向色镜透射后的光路，与氦氖激光器经过二向色镜反射后的光路共路，依次经过第二分束片、透镜后，汇聚到样品上；偏振分光片的反射光路与第二分束片的反射光路由双路探测器采集，相减后的结果由示波器显示。

上述基于共线法的热导率测量装置，所述偏振分光片的反射光路经过多次反射后，进入双路探测器。

上述基于共线法的热导率测量装置，所述第二分束片的反射光路经过多次反射后，进入双路探测器。

有益效果：

第一、由于设置有二向色镜，同时纳秒脉冲激光器的出射光路经过二向色镜透射后的光路，与氦氖激光器经过二向色镜反射后的光路共路，因此可以实现纳秒脉冲激光器发出的激光束与氦氖激光器发出的激光束共线，信噪比较低，有利于调节光点空间重合；

第二、由于引出偏振分光片的反射光路，并加入第二分束片引出反射光路，同时偏振分光片的反射光路与第二分束片的反射光路由双路探测器采集，因此可以在纳秒脉冲激光器0入射的条件下，通过将两个反射光路的差调整为0，补偿氦氖激光器的不稳定，提高测量结果精度。

附图说明

图1是现有热导率测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型基于共线法的热导率测量装置的结构示意图。

图中：1纳秒脉冲激光器、2第一分束片、3硅探测器、4示波器、5氦氖激光器、6二分之一玻片、7偏振分光片、8二向色镜、9第二分束片、10透镜、11样品、12双路探测器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例的基于共线法的热导率测量装置，结构示意图如图2所示。该热导率测量装置包括纳秒脉冲激光器1，设置于纳秒脉冲激光器1出射光路上的第一分束片2，用于接收第一分束片2反射光路的硅探测器3，用于显示硅探测器3接收信号的示波器4；氦氖激光器5、二分之一玻片6和偏振分光片7，还包括二向色镜8，纳秒脉冲激光器1的出射光路经过二向色镜8透射后的光路，与氦氖激光器5经过二向色镜8反射后的光路共路，依次经过第二分束片9、透镜10后，汇聚到样品11上；偏振分光片7的反射光路与第二分束片9的反射光路经过多次反射后，由双路探测器12采集，相减后的结果由示波器4显示。

示波器4采集信号后，如何获得热导率属于现有技术，在本申请中不再重复说明。