專利名稱：一種紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜的測(cè)量方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外半導(dǎo)體光電材料測(cè)試技術(shù)，具體的說(shuō)，主要是基于傅立葉變換紅外(FTIR)光譜儀的步進(jìn)掃描功能進(jìn)行光調(diào)制光致發(fā)光的測(cè)量方法以及裝置。
背景技術(shù)：
光致發(fā)光(Photoluminescence， PL)光譜作為一種有效的無(wú)損檢測(cè)手段，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料光學(xué)性質(zhì)與物理過(guò)程的研究，增進(jìn)了對(duì)相關(guān)材料特性的認(rèn)識(shí)。PL光譜方法不但可以揭示材料帶隙、帶邊態(tài)等電子能帶結(jié)構(gòu)方面的信息，還能用于對(duì)于材料中雜質(zhì)和缺陷等的研究。
對(duì)于分子束外延(MBE)和金屬有機(jī)化學(xué)沉積方法生長(zhǎng)的低維結(jié)構(gòu)樣品而言，樣品比較均勻，質(zhì)量比較好，獲得的PL信號(hào)的半高全寬比較窄，PL信號(hào)中的單個(gè)發(fā)光峰基本對(duì)應(yīng)著一種光躍遷。例如，對(duì)于GalnP/AlGalnP多量子阱樣品，在1.8K下PL信號(hào)的半高全寬小于10meV。此時(shí)，利用600-700nm波段傅立葉變換光致發(fā)光譜方法和裝置(專利申請(qǐng)?zhí)?00610023426.4)，可以獲得高信噪比的PL光譜。對(duì)于窄禁帶中、遠(yuǎn)紅外材料，例如MBE生長(zhǎng)的碲鎘汞(Hgl—xCdxTe)樣品，利用基于步進(jìn)掃描的紅外調(diào)制光致發(fā)光譜的方法和裝置(專利號(hào)ZL200610023133.6)，可以有效的消除室溫輻射，顯著提高探測(cè)靈敏度，獲得高信噪比的PL光譜。然而，對(duì)于碲鎘汞樣品，其中的雜質(zhì)和缺陷對(duì)材料的PL信號(hào)有比較大的影響。例如，對(duì)于組分x=0.235的Hgl.xCdxTe樣品，77K下PL信號(hào)中的發(fā)光峰半高全寬大于20meV，其中包括了多種光躍
4遷的貢獻(xiàn)，對(duì)相應(yīng)的躍遷機(jī)制進(jìn)行確定比較困難。傳統(tǒng)上使用線形擬合的方法來(lái)確定相應(yīng)的躍遷的數(shù)目和相應(yīng)能級(jí)位置，從而判定相應(yīng)的光躍遷機(jī)制。但是，
由于預(yù)先并不知道PL信號(hào)究竟包含多少種不同能級(jí)之間光躍遷，藉此進(jìn)行的線形擬合往往具有很大不確定性。導(dǎo)數(shù)譜方法已經(jīng)被證明是解決這類問(wèn)題的一種可能途徑。通過(guò)對(duì)光譜取數(shù)學(xué)微分操作，往往可以清楚觀察到樣品中發(fā)生的各類光躍遷，從而確定相應(yīng)的躍遷能量，為開(kāi)展相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。但是，數(shù)學(xué)微分受光譜信噪比限制，相應(yīng)的數(shù)學(xué)平滑過(guò)程不可避免地導(dǎo)致細(xì)微光譜特征的丟失。若能通過(guò)物理手段實(shí)現(xiàn)調(diào)制方法，直接獲得PL光譜的物理導(dǎo)數(shù)譜，即光調(diào)制光致發(fā)光譜(PhotomodulatedPhotoluminescence,PMPL)，將能更為可靠獲得光躍遷的數(shù)目和對(duì)應(yīng)躍遷能量，這對(duì)于測(cè)試樣品的PL光譜中弱信號(hào)躍遷能量的確定尤為有效。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，如何克服已有基于FTIR光譜儀的調(diào)制PL光譜方法在分析能量相近的多躍遷過(guò)程所導(dǎo)致PL光譜所面臨困難，直接通過(guò)物理微分手段測(cè)定不同躍遷過(guò)程PL發(fā)光峰對(duì)應(yīng)的能量，乃是本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，因此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于步進(jìn)掃描的紅外傅立葉變換的PMPL光譜方法及其裝置，使之能夠?qū)崿F(xiàn)物理微分，顯著提高分辨多躍遷過(guò)程的靈敏度和可靠性、增強(qiáng)確定光躍遷能量的準(zhǔn)確性，從而為紅外半導(dǎo)體材料的光譜分析提供一種有效途徑。
根據(jù)本發(fā)明的一種基于步進(jìn)掃描的光調(diào)制光致發(fā)光譜裝置，包括—激光器系統(tǒng)，其包括激光器和外置分束器，其產(chǎn)生兩路連續(xù)激光;一 傅立葉變換紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)，其具有傅立葉變換紅外光譜儀和控制臺(tái)計(jì)算機(jī)，與測(cè)試樣品的發(fā)光信號(hào)構(gòu)成光路的光干涉部件，該光干涉部件聯(lián)結(jié)的探測(cè)器以及該計(jì)算機(jī)連接電路控制板；-光調(diào)制裝置，其包括成電路聯(lián)結(jié)的第一鎖相放大器2-l、第二鎖相放大器2-3和第一斬波器2-2、第一斬波器2-4，斬波器將該激光器系統(tǒng)發(fā)出的兩束連續(xù)激光斬波形成調(diào)制泵浦和探測(cè)激光，其入射至測(cè)試樣品而產(chǎn)生紅外PL信號(hào)以及PL信號(hào)強(qiáng)度的變化，另外這兩束調(diào)制激光還作為鎖相放大器的參照信號(hào)饋入其參考信號(hào)輸入端。第二鎖相放大器2-3的信號(hào)輸入端連接探測(cè)器的輸出端；其輸出端一路和低通濾波器的輸入端相連接；其輸出端的另一路和第一鎖相放大器2-1的輸入端相連接;第一鎖相放大器2-1的輸出端與電路控制板的輸入端相連接。
所述的第一和第二鎖相放大器為Standford SR830 DSP型鎖相放大器；所述的第一和第二斬波器為Standford SR540型機(jī)械斬波器；所述的激光器為Spectra-Physics 2065型氬離子激光器；所述的傅立葉變換紅外譜儀為BrukerIFS 66v/S型FTIR光譜儀；以及所述的測(cè)試樣品為所有紅外半導(dǎo)體材料，例如HgCdTe材料。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的核心是使用具有連續(xù)和步進(jìn)掃描功能的FTIR光譜儀，還包括激光器系統(tǒng)、斬波器和雙通道鎖相放大器等組件。泵浦激光經(jīng)過(guò)外置分束器，半透半反成為兩路激光。透射和反射的兩路激光分別經(jīng)過(guò)斬波器調(diào)制成正弦波，照射到測(cè)試樣品上，分別產(chǎn)生PL信號(hào)和PL信號(hào)強(qiáng)度的變化。同時(shí)斬波器的調(diào)制頻率作為參考信號(hào)進(jìn)入到相應(yīng)的鎖相放大器。由測(cè)試樣品發(fā)出的信號(hào)經(jīng)由探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，饋入第二鎖相放大器2-3。第二鎖相放大器2-3輸出的一路饋入低通濾波器103，獲得PL信號(hào)(/pl);另一路饋入第一鎖相放大器2-l，獲得光調(diào)制PL信號(hào)(A/pl)。然后將兩路信號(hào)輸出到電路控制板，最后通過(guò)傅立葉變換得到PMPL光譜(A/pl與/pl的比值)。與基于FTIR步進(jìn)掃描的調(diào)制PL光譜方法相比，利用PMPL光譜方法可同時(shí)獲得調(diào)制PL信號(hào)和PL信號(hào)強(qiáng)度的變化兩路信號(hào)，進(jìn)而獲得樣品的PMPL光譜。相對(duì)于調(diào) 制PL光譜，PMPL光譜能夠有效的去除光譜中的干擾信號(hào)，準(zhǔn)確確定PL信號(hào) 中多個(gè)光躍遷的躍遷能量位置。
通過(guò)選擇KBr分束器和液氮制冷的光伏或光導(dǎo)型碲鎘汞探測(cè)器，可以實(shí)現(xiàn) 對(duì)1.3 10pm或9 22 pm波段范圍PMPL光譜的測(cè)量。
根據(jù)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明的一種基于步進(jìn)掃描傅立葉變換紅外光譜儀的紅外 光調(diào)制光致發(fā)光譜方法，其步驟包括
51、 在激光的反射和透射光路中接入兩個(gè)斬波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)入射到測(cè)試樣品 的泵浦光和探測(cè)光進(jìn)行幅度調(diào)制；并在傅立葉變換紅外光譜儀的探測(cè)器和電路 控制板之間接入相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)鎖相放大器，進(jìn)行相敏檢測(cè)；
52、 將傅立葉變換紅外光譜儀置于步進(jìn)掃描狀態(tài)，適當(dāng)選取兩個(gè)斬波器的 調(diào)制頻率、兩個(gè)鎖相放大器的靈敏度和采樣積分時(shí)間，開(kāi)始測(cè)量紅外調(diào)制光致 發(fā)光信號(hào)以及光致發(fā)光信號(hào)的變化。
53、 光致發(fā)光信號(hào)和光致發(fā)光信號(hào)的變化輸出到傅立葉變換紅外光譜儀的 電路控制板，而后進(jìn)入控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)，在同一時(shí)間獲得所有波段的光調(diào)制光 致發(fā)光譜信息，縮短光譜采集所需時(shí)間。
另外，所述的測(cè)試樣品為所有紅外半導(dǎo)體材料，例如HgCdTe材料。 本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是
1、 探測(cè)靈敏度高、非常有利于紅外波段半導(dǎo)體光電材料特性測(cè)量，尤其 對(duì)于PL信號(hào)較寬情況下各種光學(xué)躍遷的指認(rèn)；
2、 同一時(shí)間獲得所有波段PMPL信號(hào)變化的光譜信息，實(shí)驗(yàn)時(shí)間縮短；
3、 得益于傅立葉變換頻率與激光調(diào)制頻率的截然分開(kāi)，鎖相放大器采樣 時(shí)間常數(shù)的選取上限不再受限，因此既簡(jiǎn)便易行，又能夠保證盡可能高的譜信噪比，尤其有利于對(duì)弱發(fā)光半導(dǎo)體材料PMPL過(guò)程的檢測(cè)。


圖1給出了光調(diào)制光致發(fā)光譜(PMPL)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。圖中1 是傅立葉變換紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)，1-1是傅立葉變換紅外光譜儀，101是光干 涉部件，102是探測(cè)器，103是低通濾波器，104是電路控制板，l-2是控制臺(tái) 計(jì)算機(jī)；圖中2是光調(diào)制裝置，2-1是第一鎖相放大器，2-3是第二鎖相放大器，
2- 2是第一斬波器和2-4是第二斬波器；圖中3是激光器系統(tǒng)，3-1是激光器，
3- 2是外置分束器；4是測(cè)試樣品。
圖2給出了光調(diào)制光致發(fā)光譜(PMPL)測(cè)量的簡(jiǎn)要流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)圖l和圖2給出本發(fā)明的較好實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，能更好 地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征和功能特點(diǎn)，而不是用來(lái)限定本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施方案如圖1所示，光調(diào)制光致發(fā)光譜測(cè)量裝置包括-激光器3-l 出射的激光束經(jīng)過(guò)外置分束器3-2，半透半反成為兩路激光；在該光譜儀l-l、 樣品4和計(jì)算機(jī)1-2之間接入光調(diào)制裝置2中的第一鎖相放大器2-1和第二鎖 相放大器2-3，以及在激光器系統(tǒng)3發(fā)出的兩路激光入射于測(cè)試樣品4的通路 上設(shè)置第一斬波器2-2和第二斬波器2-4，使之形成調(diào)制入射激光。更具體地 說(shuō)，本發(fā)明的步進(jìn)掃描光調(diào)制光致發(fā)光譜測(cè)量裝置，包括-激光器系統(tǒng)3，其 中激光器3-1產(chǎn)生連續(xù)激光，外置分束器3-2將激光束半透半反成為泵浦和探 測(cè)兩束激光；-傅立葉變換紅外光譜系統(tǒng)1，其上具有傅立葉變換紅外光譜儀 1-1和控制臺(tái)計(jì)算機(jī)1-2，接受測(cè)試樣品4的PL信號(hào)的干涉儀部件101，信號(hào) 經(jīng)過(guò)干涉儀部件101傅立葉變換后送入的探測(cè)器102，以及與該計(jì)算機(jī)1-2相 連接的電路控制板104;-光調(diào)制裝置2，其包括成電路聯(lián)結(jié)的第一鎖相放大器2-1、第二鎖相放大器2-3和第一斬波器2-2、第二斬波器2-4，第一斬波器2-2、 第二斬波器2-4分別位于經(jīng)過(guò)外置分束器3-2后的兩路激光和測(cè)試樣品4之間， 將連續(xù)激光調(diào)制成調(diào)制激光入射到測(cè)試樣品4上使PL信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生變化，兩 路調(diào)制激光的調(diào)制頻率還作為參照信號(hào)饋入第一鎖相放大器2-1和第二鎖相放 大器2-3的參考信號(hào)輸入端。第二鎖相放大器2-3的輸入端連接探測(cè)器102， 其輸出端分別連接低通濾波器103和第一鎖相放大器2-1的輸入端，第一鎖相 放大器2-1的輸出端連接電路控制板104。
其測(cè)試原理-如圖1所示，使用了第一斬波器2-2、第二斬波器2-4和第一 鎖相放大器2-l、第二鎖相放大器2-3，第一斬波器2-2的頻率(Q,)和2-4的 頻率(Q2)滿足Q,〈A。進(jìn)入第二鎖相放大器2-3的信號(hào)為
,(。=/,凡④sin + /2凡(3) sin Qj + A/尸丄(5) sin Q,. sin Q J ( 1 )
式中右邊三項(xiàng)分別和泵浦激光產(chǎn)生的PL信號(hào)、探測(cè)激光光產(chǎn)生的PL信 號(hào)，泵浦光和探測(cè)光導(dǎo)致的PL信號(hào)強(qiáng)度的變化相關(guān)。探測(cè)器的輸出信號(hào)通過(guò) AC耦合饋入第二鎖相放大器2-3，然后信號(hào)乘以第二鎖相放大器2-3的相敏探 測(cè)器的參考信號(hào)w^sinQ,"
7 W = "Ref2、C
A Pi (5) sin . sin Q2/ +丄/2 & (5)—丄72化(^) cos 2Q2,
-, 2:2, (2)
+ ，") sin - cos 2Q力
輸出信號(hào)的一路通過(guò)DC耦合進(jìn)入低通濾波器(0 < Q < ),得到直流輸出 信號(hào)為( /pJ
m/2,m(外K")= RefA2c D) (3)
通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù)r，滿足Q,〈Q〈A，就可以濾除信號(hào)中^和2^ 的成份。輸出信號(hào)的另一路通過(guò)AC耦合饋入第一鎖相放大器2-1，信號(hào)為A復(fù):
2
sin
(4)
然后信號(hào)乘以第一鎖相放大器2-1的相敏探測(cè)器的參考信號(hào)"^sin^
r翩
、W — WReQWRefl c A爿c
丄—丄cos2Q" 2 2
丫
(5)
通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù)r，滿足(KQ〈Q,并保證較大差值，就可以濾除 信號(hào)中Q,和2Q,的成份。最后進(jìn)入電路控制板的信號(hào)為
/朋(。=Re。 Re":化 (A/pi (。
(6)
在所考慮的頻率范圍中，尺〗f和/^，可以作為常數(shù)。通過(guò)傅立葉變換得到
的光譜為
"" W" jt濕
5，(o") = "rA"，c ~c
(7)
式子右邊為PL信號(hào)的變化( A5pl)，即光調(diào)制PL信號(hào)。根據(jù)式(3)和 (7)，我們就可以得到PL信號(hào)的導(dǎo)數(shù)譜，即光調(diào)制光致發(fā)光譜(PMPL)A5.
2iCDC《
尸丄一 ""/x:
(8)
我們可以發(fā)現(xiàn)基于步進(jìn)掃描的PMPL光譜中包含著PL光譜的變化，通過(guò) 這種物理導(dǎo)數(shù)譜可以直接判定半導(dǎo)體材料中光躍遷的數(shù)目以及確定對(duì)應(yīng)的躍 遷能量。
基于上述思路，在本實(shí)施例中，第一鎖相放大器2-1和第二鎖相放大器2-3 采用Standford SR830 DSP鎖相放大器、第一斬波器2-2和第二斬波器2-4采用 Standford SR540機(jī)械斬波器、激光器3-l采用Spectra-Physics 2065氬離子激 光器、FTIR光譜儀1-1采用Bruker IFS 66v/S型FTIR光譜儀進(jìn)行本發(fā)明提出 新方法的實(shí)施。其光路仍如圖l所示，圖2中給出了簡(jiǎn)要的操作流程，具體操
10作過(guò)程如下
數(shù)據(jù)獲取首先移除第一斬波器2-2和第二斬波器2-4，并將探測(cè)器102 的電輸出信號(hào)直接饋送到電子控制部分。將FTIR光譜儀1-1置于連續(xù)掃描的 信號(hào)監(jiān)控狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整、優(yōu)化測(cè)試樣品4相關(guān)部分光路，使FTIR光譜儀1-1 監(jiān)測(cè)到的PL信號(hào)達(dá)到極大。然后獲取基于步進(jìn)掃描FTIR的PMPL光譜，本 發(fā)明在保持測(cè)試樣品4相關(guān)光路不變的前提下，移入并開(kāi)啟第一斬波器2-2和 第二斬波器2-4，并將探測(cè)器102輸出信號(hào)通過(guò)AC耦合饋送到第二鎖相放大 器2-3的輸入端，其輸出信號(hào)再饋入第一鎖相放大器2-l的輸入端，第一鎖相 放大器2-1的輸出接到FTIR光譜儀1-1的電路控制板104的輸入通道上。設(shè) 定第一斬波器2-2和第二斬波器2-4的調(diào)制頻率以后，用其參考信號(hào)分別鎖定 第一鎖相放大器2-l和第二鎖相放大器2-3。然后，將FTIR光譜儀1-1置于步 進(jìn)掃描狀態(tài)，并試運(yùn)行光譜掃描過(guò)程，適當(dāng)選取第一鎖相放大器2-l和第二鎖 相放大器2-3的靈敏度，既保證整個(gè)掃描過(guò)程不致出現(xiàn)過(guò)載，又有盡可能高的 微弱信號(hào)放大能力。選擇第一鎖相放大器2-1和第二鎖相放大器2-3的采樣積 分時(shí)間，以保證其在步進(jìn)掃描過(guò)程中始終處于鎖定狀態(tài)。再根據(jù)采樣積分時(shí)間， 設(shè)定FTIR光譜儀1-1步進(jìn)等待時(shí)間。同時(shí)將第二鎖相放大器2-3的輸出信號(hào) 通過(guò)DC耦合饋送到低通濾波器103。至此，可以正式開(kāi)始PMPL光譜的測(cè)量。
數(shù)據(jù)處理本發(fā)明提出的基于步進(jìn)掃描FTIR的PMPL光譜也可以利用 FTIR系統(tǒng)操控軟件來(lái)完成傅立葉變換工作，因此便于實(shí)施。根據(jù)方程(3)、 (7) 和(8)即可獲得步進(jìn)掃描的PMPL光譜。
在上述二方面中包含的本發(fā)明的關(guān)鍵發(fā)明點(diǎn)是(1)通過(guò)對(duì)泵浦和探測(cè)激 光進(jìn)行幅度調(diào)制，并結(jié)合相敏檢測(cè)技術(shù)，探測(cè)靈敏度高，非常有利于紅外波段 半導(dǎo)體光電材料特性測(cè)量，尤其對(duì)于PL信號(hào)較寬情況下各種光學(xué)躍遷的指認(rèn)；(2)同一時(shí)間獲得所有波段的PMPL光譜信息，增強(qiáng)紅外波段微弱光信號(hào)的 探測(cè)能力，縮短光譜采集所需時(shí)間；(3)利用FTIR光譜儀的步進(jìn)掃描功能， 消除傅立葉頻率，從而放松對(duì)外調(diào)制頻率選取的苛刻限制，使紅外波段PMPL 光譜方法真正可行。
權(quán)利要求
1.一種紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜的裝置，包括-激光器系統(tǒng)(3)，其中激光器(3-1)產(chǎn)生連續(xù)激光，外置分束器(3-2)將激光束半透半反成為泵浦和探測(cè)兩束激光；-傅立葉變換紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)(1)，其具有傅立葉變換紅外光譜儀(1-1)和控制臺(tái)計(jì)算機(jī)(1-2)，與傅立葉變換紅外光譜儀(1-1)中光干涉部件(101)聯(lián)結(jié)的探測(cè)器(102)，與控制臺(tái)計(jì)算機(jī)(1-2)相連接的電路控制板(104)，以及與電路控制板相連接的低通濾波器(103)；-光調(diào)制裝置(2)，其包括激光反射光路所對(duì)應(yīng)的第一鎖相放大器(2-1)、第一斬波器(2-2)和激光透射光路所對(duì)應(yīng)第二鎖相放大器(2-3)、第二斬波器(2-4)；第二鎖相放大器(2-3)的信號(hào)輸入端連接探測(cè)器(102)的輸出端；其輸出端一路和低通濾波器(103)的輸入端相連接；其輸出端的另一路和第一鎖相放大器(2-1)的輸入端相連接；第一鎖相放大器(2-1)的輸出端與電路控制板(104)的輸入端相連接；由激光器系統(tǒng)(3)出射的泵浦和探測(cè)激光照射到測(cè)試樣品(4)上產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)入光譜儀的光干涉器件(101)，第一斬波器(2-2)、第二斬波器(2-4)將該激光器系統(tǒng)(3)發(fā)出的兩束激光斬波形成調(diào)制激光，其入射至測(cè)試樣品(4)而產(chǎn)生紅外光致發(fā)光信號(hào)，同時(shí)導(dǎo)致光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生變化，另外調(diào)制激光的斬波器參考信號(hào)還作為第一鎖相放大器(2-1)、第二鎖相放大器(2-3)的參考信號(hào)饋入它們參考信號(hào)的輸入端。光致發(fā)光信號(hào)和光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度的變化輸出到傅立葉變換紅外光譜儀(1-1)的電路控制板(104)，而后進(jìn)入控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)(1-2)，從而獲得樣品的光調(diào)制光致發(fā)光譜。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜裝置，其特征在于，所述的測(cè)試樣品(4)為紅外半導(dǎo)體材料。
3、 一種利用權(quán)利要求1所述裝置的紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜測(cè)量方法，其步驟包括S1、 在激光的反射和透射光路中移入兩個(gè)斬波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)入射到測(cè)試樣品的泵浦光和探測(cè)光進(jìn)行幅度調(diào)制；并在傅立葉變換紅外光譜儀的探測(cè)器和電路控制板之間接入相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)鎖相放大器，進(jìn)行相敏檢測(cè)；S2、 將傅立葉變換紅外光譜儀置于步進(jìn)掃描狀態(tài)，適當(dāng)選取兩個(gè)斬波器的調(diào)制頻率、兩個(gè)鎖相放大器的靈敏度和采樣積分時(shí)間，開(kāi)始測(cè)量紅外調(diào)制光致發(fā)光信號(hào)以及光致發(fā)光信號(hào)的變化；S3、光致發(fā)光信號(hào)和光致發(fā)光信號(hào)的變化輸出到傅立葉變換紅外光譜儀的電路控制板，而后進(jìn)入控制臺(tái)的計(jì)算機(jī)，在同一時(shí)間獲得所有波段的光調(diào)制光致發(fā)光譜信息，即光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度的變化與光致發(fā)光信號(hào)強(qiáng)度的比值，縮短光譜采集所需時(shí)間，增強(qiáng)紅外波段微弱信號(hào)的探測(cè)能力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜的方法和裝置，該裝置包括傅立葉變換紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)、作為泵浦和探測(cè)光源的激光器系統(tǒng)、以及聯(lián)結(jié)傅立葉變換紅外光譜儀中探測(cè)器與電路控制板的鎖相放大器和低通濾波器、置于測(cè)試樣品與激光器系統(tǒng)之間光路上的兩個(gè)斬波器。該方法使用上述裝置進(jìn)行光調(diào)制光致發(fā)光光譜測(cè)量，能準(zhǔn)確確定光致發(fā)光信號(hào)中多個(gè)光躍遷的能量位置。由于紅外光調(diào)制光致發(fā)光譜是光致發(fā)光光譜物理微分，可以更為確切分析發(fā)光過(guò)程，因而可作為一種可靠測(cè)定涉及多光躍遷機(jī)制光致發(fā)光信號(hào)的有效手段。本發(fā)明具有快速、便捷的優(yōu)點(diǎn)，適用于富含雜質(zhì)和缺陷的紅外半導(dǎo)體光電材料微弱發(fā)光特性的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/64GK101493412SQ20091004699
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者翔 呂, 褚君浩, 軍 邵, 郭少令, 衛(wèi) 陸 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所