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1、光热效应测量 李永昶 2012 1511 10什么是光热效应 光热效应指材料受光照射后，光子能量与晶格相互作用，振动加剧，温度升高，由于温度的变化而造成物质的电学特性变化。 利用光热效应的探测器：热敏电阻、热电偶、热电堆和热释电探测器等。.红色的光的热效应最大。 光热效应工作原理 样品吸收光强调制的激光能量后在其体内产生热波, 进而引起一系列光热效应, 如折射率变化、反射率变化、样品表面形变、热辐射等。 若待检测样品是半导体, 且泵浦光的光子能量大于半导体禁带宽度, 则半导体吸收泵浦光后除了产生热波, 还会使过剩 载流子 浓度产生变化, 这也会引起一系列效应, 如折射率变化、自由载流子吸收、光

2、生载流子辐射等。光热检测方法就是利用样品中产生的各种效应来测量样品的光学或者电学特性。被光照射后样品产生的各种效应半导体检测中常用方法光热偏转检测法光热调制反射检测法光热辐射检测法光生载流子辐射检测法光热效应测量的发展 光热检测技术具有无损、无接触、较高的精度、较高的信噪比和空间分辨率等特点, 因此从20 世纪70 年代以来, 一直备受科技工作者的关注。其应用领域也从最初的气体检测扩大到固体、液体等物体的检测, 在国内也翻译和出版了关于光声光热的专著。 现在, 光声光热检测技术已在固体和液体检测、光学薄膜材料的传热特性、气体分析、材料表面和界面性质、生物医药等领域得到广泛应用。 泵浦光是由泵浦

3、激光器发出，与激光没有什么不同。常用的泵浦光是用在激光放大器中起到一个抽运做用，实现光放大 。返回 光热偏转探测技术分为横向光热偏转(又称为蜃景效应)、反射式光热偏转和透射式光热偏转三种方式。在半导体检测中,运用较多的光热偏转技术是透射式。 然而，光热偏转技术对泵浦光与探测光的相对径向偏移十分敏感,这使实验中信号的优化十分困难,对实验人员的要求很高。 在所有应用于半导体检测的光声光热检测方法中，光热调制反射技术是研究最为深入、应用最为广泛的方法。 当泵浦光(光子能量大于半导体的禁带宽度)被半导体吸收后,温度场及自由载流子浓度的变化导致表面的反射率也发生变化，从而对半导体进行测量。 将激光光束聚焦于样品表面,样品表面对光的吸收会导致样品温升,其引起的直接效应是红外辐射,通过红外探测器对此辐射进行探测从而获取样品吸收特性的方法,称为光热辐射检测技术。 光热辐射检测技术是一种非接触的无损检测方法,可用于高温、强放射性等恶劣或

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