[发明专利]基于介质探测器的薄膜纵向热扩散系数测量系统和方法

权利要求书

1.一种采用基于介质探测器的薄膜纵向热扩散系数测量系统的薄膜纵向热扩散系数测量方法，用于测量被测薄膜(5)的纵向热扩散系数，所述薄膜纵向热扩散系数测量系统包括脉冲光源(1)、分光镜(2)、前置电流放大器(12)、示波器(13)和光电触发装置(3)，其特征在于，

所述薄膜纵向热扩散系数测量系统还包括介质探测器，该介质探测器包括依次设置的接地金属电极(7)、介质薄膜(6)和加压金属电极(8)，所述接地金属电极(7)接地，所述加压金属电极(8)连接有直流高压电源(9)，所述加压金属电极(8)还连接所述前置电流放大器(12)的输入端，所述前置电流放大器(12)的接地端接地；所述被测薄膜(5)的一侧设有激光光靶(4)，另一侧通过热耦合剂直接粘合于所述介质探测器的所述接地金属电极(7)；

所述介质薄膜(6)的两侧经过金属化处理后分别形成所述接地金属电极(7)和加压金属电极(8)，所述被测薄膜(5)设有不透明的所述激光光靶(4)；

所述分光镜(2)用于接收所述脉冲光源(1)的脉冲光束并将其分为第一光束和第二光束，所述第一光束照射所述激光光靶(4)，所述第二光束照射所述光电触发装置；

所述方法包括以下步骤：

将一侧设有激光光靶的被测薄膜安装在所述薄膜纵向热扩散系数测量系统中；

利用所述脉冲光源对所述设有激光光靶的被测薄膜进行瞬态加热，并经由被测薄膜传入介质探测器中形成热扰动，通过直流高压电源对所述介质探测器施加直流电压，通过所述前置电流放大器和示波器采集所述介质探测器内因热扰动产生的实际位移电流信号；

采用数值计算方法模拟被测薄膜和介质探测器中的温度分布，以及介质探测器产生的模拟位移电流信号，将所述实际位移电流信号与所述模拟位移电流信号进行曲线拟合，获取满足预设的拟合条件的模拟位移电流信号，将该模拟位移电流信号对应的薄膜纵向热扩散系数，作为薄膜纵向热扩散系数的测试结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加压金属电极(8)与所述前置电流放大器(12)间的连接线路中还串联有隔直电容和保护电路(11)，所述保护电路(11)用于保护所述前置电流放大器(12)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述隔直电容和保护电路(11)间的连接线路中还串联有开关SW，该开关SW包括固定端、第一切换端和第二切换端，所述固定端连接所述隔直电容，所述第一切换端连接所述保护电路(11)，所述第二切换端连接所述接地金属电极(7)的接地端。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述薄膜纵向热扩散系数测量系统还包括屏蔽盒(10)，所述被测薄膜(5)、介质探测器、隔直电容、保护电路(11)和开关SW均至于所述屏蔽盒(10)内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加压金属电极(8)和所述直流高压电源(9)的连接线路中串联有保护电阻。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电触发装置(3)为光电二极管。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光束为所述分光镜(2)的透射光，所述第二光束为所述分光镜(2)的反射光。