[发明专利]利用原位布里渊散射光谱分析三方晶系材料折射率的方法

说明书

本发明公开了一种利用原位布里渊散射光谱分析三方晶系材料折射率的方法，包括以下步骤：(1)采用立式样品台；(2)采用CCD显微摄像器；(3)将样品放置在立式样品台中，对散射配置进行改进；(4)测试前对法布里‑珀罗干涉仪进行较准；(5)对检测得到的光谱图进行分析，从而确定样品的折射率。本发明方法可获得高信噪比的布里渊光谱图及确定材料的折射率，能精确测定SiOsubgt;2/subgt;样品的布里渊散射光谱图以及折射率等其他声学常数，为未知材料的物理性能研究提供了方法。

技术领域

本发明涉及三方晶系材料声学物理常数分析基数领域，特别涉及一种原位布里渊散射光谱分析晶体折射率的方法。

背景技术

任何新材料在应用及推广之前，都需要准确的物理性能参数作为基础。在这种情况下，声学物理常数，特别是弹性、压电和介电常数等的完整集合，为实际生产和应用打下基础，能够准确测量这些常数是材料应用设计的关键。随着科学技术的进步，材料性能检测的手段逐渐丰富，为快速准确地检测材料的相关物化性能提供了条件。由于光学检测手段在其检测过程中，对所测样品非接触无损伤、对样品无尺寸要求以及检测设备不受样品所处环境影响的特点，光学检测逐渐成为检测中重要技术，其中对材料非弹性散射光的拉曼散射和布里渊散射两种检测方法也得到了广泛的应用。布里渊散射是光子与样品内部的声子等相互作用而引起的，需要准确的确定入射光与散射光的方向，即散射配置。对于透明、不透明、固体或液体材料，需要采用不同的散射配置或多个散射配置配合使用。目前常用的散射配置有90°直角散射、平板对称散射及180°背向散射。

在三方晶系材料的布里渊散射研究中，通常采用的是背散射配置。利用这种方法可以实现准确的测量晶体材料的弹性、压电、介电等物理常数。但是在测量分析的过程中，由于背散射配置对样品有折射率数据的要求，而目前多为引用物理化学手册的已知内容，在声学常数的实际分析中存在一定的计算误差，且对于未知样品的研究中折射率是一个盲点。因此，能否准确原位获得样品材料的折射率数据是分析材料物理性能的重要因素。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用原位布里渊散射光谱分析三方晶系材料折射率的方法，采用Sandercock型3+3通道法布里-珀罗干涉仪，在测试配置中进行创新，以达到对未知样品进行分析。本发明方法能获得高信噪比的布里渊光谱图及确定材料的折射率，能精确测定SiO₂样品的布里渊散射光谱图以及折射率等其他声学常数，为未知材料的物理性能研究提供了新的方法。

为达到上述发明创造目的，采用如下发明构思：

测试配置必须考虑到三个因素：

一是样品的限制，虽然可用平板对称散射与180°背向散射配置结合的方式以求得折射率，但是考虑到平板对称散射只适用于透明样品，且对样品的尺寸苛刻的要求，为达到满足任何透明度的样品能够进行实验的目的，须排除平板对称散射。

二是样品在散射光路的放置，考虑到测量的精准性问题，样品应该设置在与入射光和散射光的角平分线相垂直的平面上，以保证所测声波波矢为同一波矢。

三是反射光的影响，为减免反射光的信号干扰，将收集信号窗口进行调整降低弹性光的累积。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种利用原位布里渊散射光谱分析三方晶系材料折射率的方法，包括以下步骤：

(1)选用光学立式样品台，用于改变待测的三方晶系材料样品水平平面的方位角；

(2)将三方晶系材料样品放置在所述步骤(1)中采用的立式样品台上；

(3)选用带监视器的显微相机，用于入射光的聚焦；

(4)对散射配置进行改进，改变入射光与散射光的夹角，同时对三方晶系材料样品进行方位角调整；运用法布里-珀罗干涉仪，对三方晶系材料样品进行检测；