[发明专利]用于高通量材料表征的二维扫描系统及测量方法

权利要求书

1.用于高通量材料表征的三种二维扫描系统，其均由激光器、高效分光单元、样品、光电探测器组成，通过快速扫描实现高通量探测。

2.根据权利要求1所述的二维扫描系统，其中一种基于空间逐点法，其特征包括：

由激光器、第一准直器、第一波片、偏振分束器、第二波片、单MEMS反射镜、二维1×n²MEMS反射镜、样品、第二准直器、光电探测器组成。该系统由单MEMS反射镜和二维1×n²MEMS反射镜的组合进行扫描，作为本系统的高效分光单元。

3.根据权利求2所述的基于空间逐点法的二维扫描系统，其特征包括：

激光器，作为扫描系统的光源；

第一准直器，位于与激光器相连接的光纤后，用于将光纤传输的激光准直为自由空间平行光；

第一波片，位于第一准直器后，用于改变激光光束的偏振方向；

偏振分束器，位于第一波片后，用于改变样品反射的光束的传播方向，便于光电探测器接收；

第二波片，位于偏振分束器后，用于改变从偏振分束器出射的光束的偏振方向以及改变样品反射的光束的偏振方向；

单MEMS反射镜，位于第二波片后，用于控制激光光束的方向，使激光光束入射到二维1×n²MEMS反射镜的不同位置；

二维1×n²MEMS反射镜，用于接收由单MEMS反射镜出射的激光光束，使光束能垂直入射到样品上并返回；

样品，位于二维1×n²MEMS反射镜下方，待进行高通量表征的材料；

第二准直器，位于偏振分束器反射光束出射的方向，用于将样品反射的自由空间平行光输入光纤并传输给光电探测器；

光电探测器，位于第二准直器后，用于接收从样品上返回的光信号。

4.一种基于空间逐点的二维扫描方法，其特征包括以下步骤：

步骤一：搭建权利要求1中的二维扫描系统。

步骤二：控制单MEMS反射镜的转动方向，使激光光束入射到二维1×n²MEMS反射镜的某一镜片上。

步骤三：调整二维1×n²MEMS反射镜的角度，使激光光束垂直入射到对应的样品点上。

步骤四：样品点的反射光依次通过二维1×n²MEMS反射镜、单MEMS反射镜、第二波片，偏振分束器，从偏振分束器反射方向出射，被第二准直器接收并传输给光电探测器。

步骤五：光电探测器接收样品点的反射光。

步骤六：控制单MEMS反射镜的转动方向，使激光光束按照一定逐点扫描的方式入射到二维1×n²MEMS反射镜不同位置的镜片上，并重复步骤三至步骤五。

5.根据权利要求4所述的基于空间逐点的二维扫描方法，其逐点扫描的方式包括但不限于从上至下、从左至右。

6.根据权利要求1所述的二维扫描系统，其中一种基于空间并行法，其特征包括：

由激光器、1×N光纤分束器、M×N准直器组、第一波片、偏振分束器、第二波片、第一二维1×n²MEMS反射镜、第二二维1×n²MEMS反射镜、样品、M×N准直器组、M×N光电探测器组组成。该系统由第一二维1×n²MEMS反射镜和第二二维1×n²MEMS反射镜的组合进行并行扫描，作为本系统的高效分光单元。