[发明专利]一种测定拉曼光谱仪中激光入射角的方法

说明书

本发明公开了一种测定拉曼光谱仪中激光入射角的方法，包括：选取六方晶体的半极性面，并在其上作出相互垂直且均垂直于表面法线的X轴和Y轴；将拉曼光谱仪的激光入射至半极性面上；将六方晶体围绕表面法线旋转，并分别采集六方晶体在不同位置的拉曼光谱，直至旋转角不少于360°；分别提取六方晶体在不同位置的拉曼光谱中的准纵光学波声子模和准横光学波声子模的拉曼频移，作出拉曼频移‑旋转角的关系拟合图；拟定非常光折射角的度数并推定拉曼频移估算值‑旋转角的关系图，直至确定非常光折射角的度数，计算激光入射角。根据本发明的方法采用原位旋转的方法测定，不改变激光光路；同时，该方法还无需借助其他设备方法，通过拟合比对即可，方法简单。

技术领域

本发明属于化学光谱分析及测试技术领域，具体地讲，涉及一种测定拉曼光谱仪中激光入射角的方法。

背景技术

拉曼光谱是一种无接触、无损伤的测量技术，是研究物质的组分、结构、应力、结晶度等的有效手段，其在GaN等半导体材料的研究中有着广泛的应用。一般而言，当利用背散射模式的拉曼光谱仪定性研究物质的组分和应力时，对于拉曼光谱仪中激光入射角的要求并不高，近似正入射即可。然而，在研究半极性面的GaN样品时，由于单轴晶体的双折射效应，将不可避免的出现拉曼频移与激光入射方向密切相关的准声子振动模式，若要进一步研究准声子模的行为模式，激光入射角的测定就尤为重要。

传统情况下，需要通过逐级调节拉曼光谱仪的光路中的反射镜，从而调整激光光路，使得激光垂直入射到样品台。这种方法需要结合CCD图像(图像控制器)，具体为：在欠焦、正焦和过焦的条件下，在CCD图像上寻找激光光斑的中心，偏离中心的距离分别记作r₁、r₂、r₃；焦距的变化记作z₁、z₂、z₃；然后利用下述式(1)求得激光入射角的大小：

但是，如图1所示，在欠焦、正焦和过焦条件下的CCD图像上的激光光斑形状不规则，光斑中心难以定位，因此寻找光斑中心的操作过程中误差较大，最后计算出的激光入射角θ_i的误差可达到10°以上，因此这种方法不能够用于精确测定拉曼光谱仪的激光入射角θ_i。此外，由于拉曼光谱仪中几种不同波长的激光的光路互有重叠，变动一条光路往往会影响其它激光光路，调节过程比较复杂。而且，由于拉曼光谱仪本身的机械性缺陷，调整好的光路也会逐渐缓慢的偏离中心位置，因此寻找一种能够快速实时的测量激光入射角的方法变得十分重要。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种测定拉曼光谱仪中激光入射角的方法，该方法采用原位测定的方法，可有效防止激光光路改变等造成的不良影响。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：