[发明专利]一种物质的光能量吸收率测量方法、装置、系统

说明书

本发明公开了一种物质的光能量吸收率测量方法，包括预先搭建可输出两束相同光束且输出光束能量大小可调的测量光路结构，两束相同光束分别为测试光束和参照光束；控制待测样品在测试光束的输出光路上移动，并分别采集相关能量数据；再保持待测样品位置不变；调节测试光束和参照光束输出的光能量由小到大逐渐变化，并分别采集第二组能量数据；根据两组能量数据，确定待测样品随入射光能流密度变化的光能量吸收率。本申请中采用两种不同的方式分别采集两组能量数据，扩大待测样品表面能流密度变化范围区间，提高基于采集的能量数据确定的光能量吸收率的可用性。本申请还提供了一种物质的光能量吸收率测量装置和系统，具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及非线性光学技术领域，特别是涉及一种物质的光能量吸收率测量方法、装置、系统。

背景技术

在非线性光学领域中，物质的高阶非线性极化率是物质产生光学非线性效应的核心参数。一般而言，具有较高非线性极化率的物质包括两大类：有机共轭分子材料以及无机半导体材料。对于物质的高阶非线性极化率的测量对尤其是有机共轭分子材料等物质的广泛应用存在重要意义。

目前对某一物质的高阶非线性极化率的检测主要是检测待测物质随着辐照在其表面的光斑能流密度变化对光线吸收率的变化。改变待测物表面的光斑能流密度有两种方式，一种是Z扫描技术，通过改变待测物质距离光源的距离实现光斑能流密度的改变，另一种是I扫描技术，通过改变光源输出光束的能量大小实现光斑能流密度的改变。采用这两种方式均能够在一定程度上测得物质对光线的吸收率随其表面光斑能流密度的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种物质的光能量吸收率测量方法、装置、系统，提高非线性物质的非线性光学效应检测的的准确性和可用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种物质的光能量吸收率测量方法，包括：

预先搭建可输出两束相同光束且输出光束能量大小可调的测量光路结构，两束相同所述光束分别为测试光束和参照光束，且所述光束输出光路上具有汇聚焦点；

控制所述待测样品在所述测试光束的输出光路上移动，并分别采集所述参照光束的第一参照能量数据和所述测试光束透过所述待测样品的第一测试能量数据；

控制所述待测样品在所述测试光束的输出光路上偏离所述汇聚焦点的位置不变；

调节所述测试光束和所述参照光束输出的光能量由小到大逐渐变化，并分别采集所述参照光束的第二参照能量数据和所述测试光束透过所述待测样品的第二测试能量数据；

根据所述第一参照能量数据、所述第一测试能量数据、所述第二参照能量数据和所述第二测试能量数据，确定所述待测样品随入射光能流密度变化的光能量吸收率。

可选地，控制所述待测样品在所述测试光束的输出光路上移动，包括：

调节所述测试光束的光束能量为不大于预设能量阈值的固定能量光束，并调节移动所述待测样品的位置。

可选地，控制所述待测样品在所述测试光束的输出光路上的位置不变，包括：

控制所述待测样品位于所述测试光束入射的光斑扩大因子为的位置。

可选地，调节所述测试光束和所述参照光束由小到大逐渐变化，包括：

控制所述测试光束和所述参照光束输出的光能量由不小于所述预设能量阈值的初始光能量的逐渐增大。

可选地，根据所述第一参照能量数据、所述第一测试能量数据、所述第二参照能量数据和所述第二测试能量数据，确定所述待测样品随入射光能流密度变化的光能量吸收率，包括：

根据所述第一测试能量数据和所述第一参照能量数据的比值，确定所述待测样品的表面光能流密度在第一能流密度范围内时，随光能流密度变化的第一吸收率；