階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的研究.pdf

1、光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)是一種基于光熱效應(yīng)建立和發(fā)展起來的無損檢測技術(shù)，因其具有靈敏度高、無需對樣品進(jìn)行預(yù)處理、可實時檢測等優(yōu)點，已在物理、材料科學(xué)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)主要集中在對激勵光進(jìn)行周期性調(diào)制和激勵光為脈沖激光這兩個方面，主要關(guān)注信號的幅值和相位，較少對光熱光偏轉(zhuǎn)時變信號進(jìn)行研究。傳統(tǒng)方法的實驗裝置和過程相對復(fù)雜，所獲信號還需較復(fù)雜的后續(xù)處理。階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比，具有實驗裝置簡單、緊湊，操作簡

2、便、檢測快捷等特點。本文簡要回顧了光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，并就階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)的實驗、理論和應(yīng)用方面開展了如下研究工作： 1.對階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)進(jìn)行了較系統(tǒng)的實驗研究。建立了一套階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)實驗系統(tǒng)，闡述了實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)方法，研究了樣品物理參數(shù)和實驗條件對光熱光偏轉(zhuǎn)時變信號的影響，探索了光熱光偏轉(zhuǎn)信號與激勵光功率的關(guān)系，獲得了信號隨樣品熱擴(kuò)散率以及探測光離樣品表面距離的變化規(guī)律，給出了實驗

3、時探測光離樣品表面距離和激勵光功率的一些建議。 2.對階躍光激勵的光熱光偏轉(zhuǎn)技術(shù)進(jìn)行了較系統(tǒng)的理論研究。建立了新的一維理論模型，推導(dǎo)了樣品內(nèi)及樣品表面空氣的溫度場分布，并根據(jù)溫度場分布得到了光熱光偏轉(zhuǎn)信號的表達(dá)式。通過數(shù)值模擬，分析了樣品和樣品表面空氣的溫度場及溫度梯度隨時間和空間的變化規(guī)律，對探測光離樣品表面距離以及樣品熱擴(kuò)散率對光熱光偏轉(zhuǎn)信號的影響進(jìn)行了理論分析。理論模型可以較好地擬合整個實驗信號曲線，研究結(jié)果可以很好地解釋