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原文传递磁光光致发光光调制反射和光调制透射光谱联合测试系统

专利名称：	磁光光致发光光调制反射和光调制透射光谱联合测试系统
摘要：	本发明公开一种磁光光致发光光调制反射和光调制透射光谱联合测试系统。该系统包括宽波段红外光源和傅立叶变换部件、具有红外光学窗口的低温强磁场系统、用于宽波段光入射和收集的反射/透射光路子模块、泵浦/调制两用的交流输出激光器及其引导光路、计算机控制的多功能光谱测试切换部件、光谱信号探测与解调模块、以及控制系统运行的计算机。本发明能够针对半导体材料的同一特定光斑位置实现磁光光致发光、光调制反射和光调制透射的联合测量，形成材料不同磁场光谱特性的可靠比对。本发明具有全面、无损和高灵敏优点，非常适用于半导体光学性质、电子结构和磁效应特性的光谱学检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海技术物理研究所
发明人：	邵军;陈熙仁;闫冰
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810598278.1
公开号：	CN108844926A
代理机构：	上海沪慧律师事务所 31311
代理人：	郭英
分类号：	G01N21/63(2006.01)I;G01N21/55(2014.01)I;G01N21/59(2006.01)I;G01N21/3563(2014.01)I;G01N21/01(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/63;G01N21/55;G01N21/59;G01N21/3563;G01N21/01
申请人地址：	200083 上海市虹口区玉田路500号
主权项：	1.一种磁光光致发光光调制反射和光调制透射光谱联合测试系统，包括宽波段光源和傅立叶变换部件、光学低温强磁场系统、反射和透射光路的光入射和收集子模块、激光及其引导光路、光谱切换部件、光谱探测/解调模块和系统控制台，其特征在于：所述的宽波段光源和傅立叶变换部件包括宽波段光源(101)和具有步进扫描功能的迈克尔逊干涉仪部件(102)，对光源(101)的光信号经过干涉仪部件(102)实现傅立叶变换调制；光学低温强磁场系统由位于其中的待测样品(201)、能够提供低温强磁场环境的杜瓦(202)硬件和一对光学窗口(203)组成；杜瓦(202)带有透射式的样品架，光学窗口(203)平行于待测样品(201)表面并位于待测样品(201)两侧；所述的反射和透射光路的光入射和收集子模块由若干抛物面反射镜和平面反射镜组成，包括入射子光路(301)、反射收集子光路(302)和透射收集子光路(303)；入射子光路(301)将经过干涉仪部件(102)输出的宽波段光信号汇聚，经过光学窗口(203)辐照至待测样品(201)表面；反射收集子光路(302)与入射子光路(301)在光路上关于待测样品法线对称，透射收集子光路(303)接收来自待测样品(201)背面的透射光，与入射子光路(301)在光路上关于光汇聚焦点对称，以实现反射和透射信号的有效收集；所述的激光及其引导光路包括具有交变强度输出功能的激光器系统(401)、聚焦系统(402)和略大于激光光斑尺寸的反射镜引导部件(403)；激光器(401)输出光子能量大于待测样品(201)禁带宽度的强度交变激光，该激光经聚焦系统(402)汇聚后由反射镜(403)引导辐照至待测样品(201)表面，辐照光斑与入射子光路(301)所汇聚的宽波段光光斑重合；激光器(401)具有输出交变强度激光的功能；所述的光谱切换部件包括带小孔抛物面第一反射镜(501)、宽波段平面第二反射镜(502)、平面第三反射镜(503)、平面第四反射镜(504)、平面第五反射镜(505)以及位置控制单元(506)；第一反射镜(501)、第二反射镜(502)、第三反射镜(503)、第四反射镜(504)和第五反射镜(505)位置均具有电动移动功能，分别具有处于工作光路的“开”状态和离开光路的“关”状态，第一反射镜(501)在处于“开”状态时其小孔能够通过反射镜(403)所引导的激光，每个反射镜的位置状态独立通过电路由位置控制单元(506)控制；通过这些反射镜状态的有效组合，能够实现磁光光致发光、光调制反射和光调制透射测试的自由切换；所述的光谱探测/解调模块包括用于探测光谱信号的AC/DC双通道探测器(601)和用于解调和信号放大的锁相放大器(602)；探测器(601)将光信号转为电信号，其中交变信号由AC通道馈入锁相放大器(602)输入端，而直流信号通过DC通道馈入计算机；同时锁相放大器(602)与激光器系统(401)相连，接收激光器系统(401)的频率信号作为参考频率，锁相放大器(602)的输出信号输到计算机；所述的系统控制台是一台计算机(7)，其能够控制迈克尔逊干涉仪部件(102)的运行、处理锁相放大器(602)输出信号和探测器(601)DC输出信号以及控制位置控制单元(506)；本系统结合磁光光致发光、光调制反射和光调制透射光谱测试光路模式，通过光谱切换部件中系列光学元件状态的组合，针对半导体材料同一特定光点实现磁光光致发光、光调制反射和光调制透射光谱的联合测试，保障不同光谱响应特征的可靠比较。
所属类别：	发明专利