[发明专利]一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置及方法

权利要求书

1.一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置，其特征在于：包括控制面板（1）、激光放置保护室（2）、计算机处理系统（3）、信息初始化电子模块（4）、测试室（6）、激光发生系统（5）和测量系统（7）；其中，控制面板（1）位于测试室（6）的上部；激光发生系统（5）由红外CO₂激光发生器（9）和电源系统（8）组成，安置在激光放置保护室（2）中；测量系统（7）安置在测试室（6）内；激光放置保护室（2）与测试室（6）相邻且内部连通；信息初始化电子模块（4）一端与控制面板（1）相连接，另一端与计算机处理系统（3）相连接；所述的测量系统（7）由激光调准装置（10）、激光辐射测量与装调系统（11）、激光辐射束加宽器（12）、样品调准支架系统、石墨档板（18）和导向轨（19）组成，且激光辐射测量与装调系统（11）、激光辐射束加宽器（12）、样品调准支架系统、石墨档板（18）依次安装在导向轨（19）上；所述样品调准支架系统设有带压紧机构（15）的弹簧热传感器（14）；所述的激光辐射测量与装调系统（11）由带有测量头的激光辐射功率接收器和激光辐射功率衰减系统组成；所述的弹簧热传感器（14）测量被测试样品的加热温度。

2.根据权利要求1所述的一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置，其特征在于：所述的样品调准支架系统包括调准板和样品调准支架；样品调准支架固定在调准板上；样品调准支架由包括上、下两部分结构相同的样品固定用夹持器（16）、调准螺丝、带有压紧机构（15）的弹簧热传感器（14）和信息接头（13）组成；调准板安置在导向轨（19）上，调准板由底座和调准螺丝组成，底板下部设计两个与导向轨匹配的凹槽，凹槽安置在导向轨上，底座上部中心位置设计一个固定立柱，样品调准支架固定在立柱中，调准螺丝安装在底板的两侧，用于调整底板的水平。

3.根据权利要求1或2所述的一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置，其特征在于：所述的激光调准装置（10）采用辐射工作波长为0.63µm～0.68µm的通用半导体激光器。

4.根据权利要求1或2所述的一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置，其特征在于：所述的激光辐射束加宽器（12）由光学部件、固定光学部件的支架、调准机构构成，光学部件由透过波长10.6μm的红外材料透镜组组成。

5.根据权利要求4所述的一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置，其特征在于：所述的透过波长10.6μm的红外材料透镜组为ZnSe晶体透镜组。

6.一种采用权利要求1所述的红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

①用浸有乙醇的脱脂棉擦拭具有薄盘状、红外材料10.6μm的被测试样品（17）；

②用千分尺测量被测试样品（17）厚度，绝对误差0.05mm；

③用质量测量绝对误差为0.01g的分析天平称量被测试样品（17）；

④将被测试样品（17）放在样品调准支架上，使弹簧热传感器（14）的压紧机构（15）的固定下紧紧地压在被测试样品（17）上；

调整激光调准装置（10）、被测试样品（17）位置，使被测试样品（17）光学表面反射的调准激光落在石墨档板（18）上；

关上测试室（6）；

⑦在计算机处理系统（3）中的显示器屏幕上输入吸收系数计算所必需的参数；

⑧按下控制面板（1）中的激光电源开关后，CO₂激光辐射通过被测试样品（17），部分辐射能量被吸收；弹簧热传感器（14）测量被测试样品（17）加热温度，用信息初始化电子模块（4）记录数据，并把数据传送到计算机处理系统（3）中，计算机处理系统（3）对信息进行处理；

⑨根据所记录的被测试样品（17）升降温度与时间的关系，电脑在测量程序中按公式：

β=

计算出被测试样品（17）在10.6μm波长下的光吸收系数；式中：m----样品质量、kg，c-----样品比热容、J/(kg.k)，P₀----激光辐射原有功率、W，L------样品厚度、cm，---样品加热速率、K/秒；

⑩测量后，从测试室（6）中取出被测试样品（17）。