怎么用布里渊测硅片、塑料和金刚石?

2021-06-29 10:21:04, Dr.Hu 光谱时代(北京)科技有限公司



在了解了HN系列光谱仪的功能之后,今天我们说说HF系列。


我们利用HF-8999-532-AUTO布里渊散射光谱仪和HF-10237-532-AUTO泵浦光压制系统测试了更多样品,列出了测试详细参数,并对测试结果做了详细分析。


通过这些测试结论,可以让大家更深入地了解这两个设备的性能和应用领域。

#1

硅片布里渊光谱



a) 硅晶片的布里渊频移光谱,相机被冷却至-5℃。


b) 原始图像。曝光时间为10秒,50次平均。


测得硅片的布里渊频移为131.46± 0.07GHz,与预期位移一致。


系统使用的两个泵浦光压制系统使泵浦光信号大大衰减(>70dB)。


如果使用深度制冷的相机,可大大增加信噪比。


(一)样品


Ø  材料:单晶硅片

Ø  硅的预期布里渊频移约为131.6Ghz(使用硅中的纵向声速8433m/s,折射率4.151)


(二)测试条件


Ø  样品处泵浦功率:25 mW

Ø  泵浦波长:532.2nm

Ø  20倍物镜激发/收集

Ø  布里渊位移的重复性:高度依赖于样品和曝光,最高<10MHz

仪器响应的半高宽:标称0.9 GHz


#2

塑料薄膜布里渊光谱

一小块塑料薄膜(普通食品包装)悬浮在20倍显微镜物镜上方(Heidenhain装置)。


薄膜的厚度为7.2± 0.2μm。这与物镜采集/激发焦距(沿z轴25μm)的30%相近。



a)塑料薄膜的布里渊频移谱。

b)原始图像。曝光时间设为5秒,5次平均。


谱图显示了塑料薄膜的布里渊光谱。

泵浦激光信号在光谱上没有体现,因为它被系统中使用的两个泵浦光压制系统成功地抑制了。


所测塑料薄膜的布里渊频移为14.39± 0.02 GHz。


(一)样品


Ø  厚度:7.2± 0.2μm

Ø  材料:保鲜膜


(二)测试条件


Ø  样品处泵浦功率:25 mW

Ø  泵浦波长:532nm

Ø  布里渊位移的重复性:高度依赖于样品和曝光,最高<10MHz

仪器响应的半高宽:标称0.9 GHz


#3

金刚石压腔布里渊光谱


利用长工作距离20X物镜采集DAC后向散射的布里渊光谱。


样品大致垂直于物镜的光轴(有限的倾斜角度)。因此,物镜采集了从各个面反射的部分泵浦光。


然而,布里渊光谱仪的泵浦抑制能力和高对比度使得布里渊信号可以被清晰地观察到。


使用以下方法之一可将泵浦信号降低几个等级:

a)利用额外的泵浦抑制系统(HF-10237-532-AUTO)


b)提高后向散射的倾斜角


c)在薄片中收集布里渊信号(利用第二物镜的透射)。



a) DAC的布里渊频谱。采用上述方法之一,可显著降低泵浦激光和串扰。


b) 原始图像。曝光时间设为15秒,5次平均。


DAC测得的布里渊位移为159.59± 0.02 GHz,如图所示。该信号远高于VIPA的FSR。


使用金刚石压腔(DAC)中加水进行快速测试,压腔内压力设置为约1 GPa。


布里渊谱如下图所示


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