CN107576615B - 一种纳米线吸收谱的测量方法及系统 - Google Patents

一种纳米线吸收谱的测量方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种纳米线吸收谱的测量方法及系统，其中测量方法应用于不透明衬底上纳米线吸收谱的测量,包括：采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线；采集显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线；根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。本发明实施例提供的一种纳米线吸收谱的测量方法及系统，利用显微镜及CCD成像系统可以从不透明衬底上确定待测单根纳米线，实现微区吸收谱测量；利用反射式测量方法获取不透明衬底反射强度谱线以及不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，实现了不透明衬底上单根纳米线的吸收谱测量。

Description

一种纳米线吸收谱的测量方法及系统
技术领域
本发明实施例涉及吸收谱测量技术，尤其涉及一种纳米线吸收谱的测量方法及系统。
背景技术
随着微电子技术的迅猛发展，电子器件的尺寸日益减小，人们对电子芯片的集成度需求日益提高。因此，纳米材料成为了当今材料科学的研究热点。在所有纳米材料中，纳米线光电子器件凭借其优异的准一维光电传输特性、结构自下而上的可控制备等特点，成为具有突破传统技术瓶颈以制造超小尺寸电子芯片科研前景的技术路线之一。纳米线基本光学性质(如吸收谱)是研究纳米线光电特性的基础，为纳米线光电器件的应用提供了依据。
化学气相沉积法为制备纳米线主要方法之一，利用所需制备元素的一种或几种气相化合物或单质在衬底表面上进行化学反应生成纳米线。其材料的制备过程包括：气体的扩散、反应气体在衬底表面的吸附、表面反应、成核和生长、气体解吸和扩散挥发等步骤。由于纳米线功能需求不同，需要的衬底也不相同，其中包含有不透明的衬底材料，如硅衬底、二氧化硅衬底等。
然而，现有的分光光度计(又称光谱仪)吸收谱测量方法，利用光源产生特定波长的入射光，入射光透过测试样品后，部分光线被吸收，采集出射光进而计算测试样品的吸收谱。因此，利用分光光度计吸收谱测量方法，只能测量透明衬底的纳米线吸收谱，且衬底上包含有大量纳米线，测量的吸收谱为大量纳米线的吸收谱叠加，不能准确获得单根纳米线的吸收谱。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种纳米线吸收谱的测量方法及系统，以实现不透明衬底上单根纳米线吸收谱测量的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种纳米线吸收谱的测量方法，包括：
采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线；
采集显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线；
根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
第二方面，本发明实施例提供了一种纳米线吸收谱的测量系统，包括：
光源，用于输出光强恒定、能量分布均匀的连续入射光；
显微镜，用于通过调整物镜的明场光阑以调整显微镜明场；用于通过调整第一目镜，使所述入射光通过所述第一目镜聚焦到所述不透明衬底和所述不透明衬底上待测单根纳米线上；用于通过调整所述第二目镜，使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路；
CCD成像系统，用于通过所述第二目镜分辨所述不透明衬底上待测单根纳米线，以将待测单根纳米线移至显微镜视野范围内；
所述光谱采集光路，用于采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线；
吸收谱计算模块，用于计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
本发明实施例提供的一种纳米线吸收谱的测量方法及系统，利用显微镜及CCD成像系统可以从不透明衬底上确定待测单根纳米线，实现微区待测单根纳米线吸收谱测量；利用反射式测量方法获取不透明衬底反射强度谱线以及不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，进而计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，实现了不透明衬底上单根纳米线的吸收谱测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种纳米线吸收谱的测量方法流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种纳米线吸收谱的测量方法流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种纳米线吸收谱的测量方法的准备工作流程图；
图4是本发明实施例四提供的一种纳米线吸收谱的测量系统的结构示意图；
图5是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底以及不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线图；
图6是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱；
图7是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的散射强度谱线图；
图8是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种纳米线吸收谱的测量方法流程图，本实施例可适用于不透明衬底上纳米线吸收谱的测量，该方法可以由显微镜及CCD成像系统配合光谱仪吸收谱测量系统实现。参见图1，该吸收谱的测量方法包括如下步骤：
S110、采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线。
其中，所述显微镜是双目显微镜，显微镜的第一目镜配置为与光源相连。光源发出的入射光通过第一目镜聚焦到不透明衬底上。可选的，光源发出的入射光可以是光强恒定不变、能量分布均匀的连续入射光。光强恒定不变、能量分布均匀的连续入射光可以提高纳米线吸收谱的测量精度。其中，不透明衬底材料可以是硅，也可以是二氧化硅，生成不同功能的纳米线所需不同材料的衬底。
显微镜的第二目镜配置为与光谱采集光路相连，使不透明衬底反射强度谱线通过第二目镜进入光谱采集光路。其中，光谱采集光路中可以包括聚焦透镜组、光纤和光谱仪。聚焦透镜组用来聚焦不透明衬底反射强度谱线，光纤用来传输不透明衬底反射强度谱线，光谱仪用来采集不透明衬底反射强度谱线。
其中，在所述第二目镜配置为与光谱采集光路相连之前，可以将第二目镜配置为与CCD成像系统相连，CCD成像系统通过第二目镜分辨显微镜视野范围内不透明衬底上是否存在纳米线。若不存在纳米线，则可以将第二目镜配置为与CCD成像系统断开，与光谱采集光路相连，进行不透明衬底反射强度谱线采集；若存在纳米线，则需将纳米线移至显微镜视野范围外，再将第二目镜配置为与CCD成像系统断开，与光谱采集光路相连，进行不透明衬底反射强度谱线采集。
其中，显微镜的物镜包括明场光阑。当显微镜调节至明场光阑时，即在显微镜明场下，此时可以使不透明衬底反射强度谱线进入采集光路，而使其他光线不能进入采集光路。
光源发出的入射光通过显微镜第一目镜聚焦到不透明衬底上，经不透明衬底反射的反射光通过显微镜物镜的明场光阑以及显微镜第二目镜进入采集光路，反射光经过透镜组聚焦后通过光纤传输至光谱仪，完成了显微镜明场下不透明衬底反射强度谱线的采集。
S120、采集显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
且在S110步骤后，可以将第二目镜配置为与光谱采集光路断开，与CCD成像系统相连。调整不透明衬底，使不透明衬底上待测单根纳米线移至显微镜视野范围内。CCD成像系统通过第二目镜分辨显微镜视野范围内不透明衬底上存在待测单根纳米线时，则可以将第二目镜配置为与CCD成像系统断开，与光谱采集光路相连，进行S120步骤，采集不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
其中，采集不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线过程使用的光源与采集不透明衬底反射强度谱线过程使用的光源完全一致。光源发出的入射光通过显微镜第一目镜聚焦到不透明衬底上待测单根纳米线上，经不透明衬底上待测单根纳米线反射的反射光通过显微镜物镜的明场光阑以及显微镜第二目镜进入采集光路，反射光经过透镜组聚焦后通过光纤传输至光谱仪，完成了显微镜明场下不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线的采集。
S130、根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
可选的，所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱可以是所述不透明衬底反射强度谱线与所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线的差值。所述差值为不透明衬底上待测单根纳米线吸收的光强度的绝对值，即为不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
由于在所述不透明衬底与所述不透明衬底上待测单根纳米线相同而光源波长扫描范围不同的情况下，所述不透明衬底的反射强度谱线也不相同。因此，利用所述不透明衬底反射强度谱线与所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线的差值，得到的不透明衬底上待测单根纳米线吸收谱中引入了光源波长扫描范围不同的情况下不透明衬底反射强度谱线的影响。
优选的，根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，包括：
使用公式Abs1＝(Rs-RN)/Rs计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，
其中，Abs1表示不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，Rs表示不透明衬底反射强度谱线，RN表示不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
其中，采用(Rs-RN)/Rs计算求得不透明衬底上待测单根纳米线吸收的光强度的相对值，大大降低了因光源波长扫描范围不同而对不透明衬底上待测单根纳米线吸收的光强度影响，方便光源不同扫描范围下待测单根纳米线的吸收谱的处理与比较。
本实施例提供的纳米线吸收谱的测量方法，利用显微镜及CCD成像系统可以从不透明衬底上确定待测单根纳米线，实现微区待测单根纳米线吸收谱测量；利用反射式测量方法获取不透明衬底反射强度谱线以及不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，进而计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，实现了不透明衬底上单根纳米线的吸收谱测量。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种纳米线吸收谱的测量方法流程图。本实施例在上述实施例的基础上，针对待测单根纳米线的边缘散射效应，提供了不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱的优选实施方式。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
参见图2，本实施例中纳米线吸收谱的测量方法包括：
S210、采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线。
S220、采集显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
S230、根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
其中，由于述不透明衬底上待测单根纳米具有较高的比表面，因此光源发出的入射光照射到纳米线上时，纳米线对光束产生明显的散射效应。因此，计算所得的不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱既包含了待测纳米线的吸收光强，又包含了因纳米线的边缘散射效应而产生的待测单根纳米线散射光强。
进一步地，本实施例增添了S240-S260步骤，针对不透明衬底上纳米线的边缘散射效应，对计算所得的不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱进行矫正。从而去除因纳米线的边缘散射效应对单根纳米线吸收谱的影响，得到不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
其中，S240-S260步骤具体如下：
S240、采集显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
其中，显微镜的物镜还可以包括暗场光阑。当显微镜调节至暗场光阑时，即在显微镜暗场下，此时可以使不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线进入采集光路，而使其他光线不能进入采集光路。
其中，采集不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线过程使用的光源、不透明衬底、不透明衬底上待测单根纳米线与采集不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线过程使用的光源、不透明衬底、不透明衬底上待测单根纳米线完全一致。
光源发出的入射光通过显微镜第一目镜聚焦到不透明衬底上待测单根纳米线上，经不透明衬底上待测单根纳米线散射的散射光通过显微镜物镜的暗场光阑以及显微镜第二目镜进入采集光路，散射光经过透镜组聚焦后通过光纤传输至光谱仪，完成了显微镜暗场下不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线的采集。
S250、根据所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线以及所述不透明衬底反射强度谱线，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱。
可选的，所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱等于不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
优选的，根据所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线以及所述不透明衬底反射强度谱线，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱，包括：
使用公式SN＝RS/Rs计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱，
其中，SN表示不透明衬底上待测单根纳米线散射谱，RS表示不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
其中，为方便光源不同扫描范围下待测单根纳米线的吸收谱的处理与比较，计算求得不透明衬底上待测单根纳米线吸收的光强度为相对值。因此，在获取不透明衬底上待测单根纳米线散射强度RS后，也需除以不透明衬底反射强度Rs，以获得光源不同扫描范围下待测单根纳米线的散射谱。
S260、根据所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱以及所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
优选的，根据所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱以及所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱，包括：
使用公式Abs2＝Abs1-SN计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱，
其中，Abs2表示不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
可选的，所述不透明衬底上待测单根纳米线为均匀介质，从而排除由于介质的非均匀因素对光产生的散射效应。
本实施例提供的一种纳米线吸收谱的测量方法，针对待测单根纳米线的边缘散射效应，采集显微镜暗场下不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线，进而计算得到不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱。从单根纳米线吸收谱去除因纳米线的散射谱，从而得到不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。实现了不透明衬底上有明显边缘散射效应的单根纳米线的吸收谱测量，提高了吸收谱的测量精度。
实施例三
本实施例在上述各实施例的基础上，提供的一种纳米线吸收谱的测量方法的准备工作优选实施方式。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。下面结合图3对采谱前准备工作过程进行说明。
图3是本发明实施例三提供的一种纳米线吸收谱的测量方法的准备工作流程图。参见图3，采谱前准备工作包括：
S310、调整光源，所述光源的为光强恒定、能量分布均匀的连续入射光。
其中，光源的波长扫描范围与不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的吸收峰的波长对应，具体可以是光源的波长扫描范围包含不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的吸收峰的波长。示例性的，银纳米线直径在50nm左右，长度在4-5um时，其在光谱区的350nm和416nm附近出现吸收峰，则可以预估待测银纳米线的吸收谱的吸收峰波长在紫外-可见光波长范围内，则选取波长扫描范围为紫外-可见光波长扫描范围的光源。
S320、调整所述显微镜物镜的明场光阑以调整显微镜明场；调整所述显微镜的第一目镜，使所述入射光通过所述第一目镜聚焦到所述不透明衬底和所述不透明衬底上待测单根纳米线上；调整所述显微镜的第二目镜，使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路。
进一步地，显微镜还可以通过调整所述物镜的暗场光阑来调整显微镜暗场；显微镜暗场下不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路。
S330、调整CCD成像系统，使所述第二目镜分辨所述不透明衬底上待测单根纳米线，以将待测单根纳米线移至显微镜视野范围内。
其中，显微镜视野范围放大倍数是显微镜目镜与显微镜物镜放大倍数的乘积。当采集不透明衬底反射强度谱线时，CCD成像系统观测的显微镜视野范围内不存在纳米线；当采集不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线以及散射强度谱线时，CCD成像系统观测的显微镜视野范围内存在待测单根纳米线。
S340、通过所述光谱采集光路，采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
其中，光谱采集光路还可以采集显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
本实施例提供的纳米线吸收谱的测量方法的准备工作优选实施方式，详细地介绍了进行不透明衬底上待测纳米线吸收谱的测量方法的采谱前准备工作，为不透明衬底上待测纳米线吸收谱的测量工作打下基础。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种纳米线吸收谱的测量系统的结构示意图。本实施例可适用于不透明衬底上纳米线吸收谱的测量。
参见图4，该吸收谱的测量系统包括：
光源10，用于输出光强恒定、能量分布均匀的连续入射光。
可选的，光源的波长扫描范围与不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的吸收峰的波长对应，具体可以是光源的波长扫描范围包含不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的吸收峰的波长。
显微镜20，用于通过调整物镜的明场光阑23以调整显微镜明场；用于通过调整第一目镜21，使所述入射光通过所述第一目镜21聚焦到所述不透明衬底和所述不透明衬底上待测单根纳米线上；用于通过调整所述第二目镜22，使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线通过所述第二目镜22进入光谱采集光路40。
CCD成像系统30，用于通过所述第二目镜22分辨所述不透明衬底上待测单根纳米线，以将待测单根纳米线移至显微镜视野范围内。
所述光谱采集光路40，用于采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
吸收谱计算模块50，用于计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。
在纳米线吸收谱测量过程中，调节显微镜明场光阑至显微镜明场。首先可以将第二目镜配置为与光谱采集光路断开，与CCD成像系统相连。调整不透明衬底，通过CCD成像系统观测到显微镜视野范围内不透明衬底上不存在纳米线，则可以将第二目镜配置为与光谱采集光路相连，与CCD成像系统断开，采集不透明衬底反射强度谱线。
再次将第二目镜配置为与光谱采集光路断开，与CCD成像系统相连。调整不透明衬底，使CCD成像系统观测的显微镜视野范围内存在待测单根纳米线，则可以将第二目镜配置为与光谱采集光路相连，与CCD成像系统断开，采集不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
最后，吸收谱计算模块根据光谱采集光路采集的显微镜明场下不透明衬底反射强度谱线与不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。吸收谱计算模块可由计算机实现。
进一步地，所述显微镜还可以通过调整所述物镜的暗场光阑来调整显微镜暗场。显微镜暗场下不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线可以通过第二目镜进入光谱采集光路。吸收谱计算模块还可以根据光谱采集光路采集的显微镜暗场下不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
可选的，所述不透明衬底上待测单根纳米线为均匀介质，从而排除由于介质的非均匀因素对光产生的散射效应。
进一步地，所述光谱采集光路，包括：
聚焦透镜组41，用于使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线聚焦；
光纤42，用于将聚焦的显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线传输至光谱仪；
光谱仪43，用于测量显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
本实施例提供的测量系统利用显微镜及CCD成像系统可以从不透明衬底上确定待测单根纳米线，实现微区待测单根纳米线吸收谱测量；利用反射式测量方法获取不透明衬底反射强度谱线以及不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，进而计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱；利用显微镜暗场光阑获取不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线，实现了不透明衬底上有明显边缘散射效应的单根纳米线的吸收谱测量，提高了吸收谱的测量精度。
本实施例与实施例一至三提出的纳米线吸收谱的测量方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见实施例一至三，并且本实施例与实施例一至三具有相同的有益效果。
实施例五
本实施例在上述实施例的基础上，选取波长扫描范围为450nm-625nm光强恒定、能量分布均匀的白光光源，选取吸收谱的吸收峰在450nm-625nm范围的均匀介质棱柱形纳米线，提供了不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱的优选实施方式。
图5是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底以及不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线图。如图5所示，横坐标表示波长范围，纵坐标表示反射光强度。虚线表示不透明衬底反射强度谱线，实线表示不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线。由图5可知，在波长范围为450nm-535nm内，不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线低于不透明衬底反射强度谱线。
图6是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱。如图6所示，横坐标表示波长范围，纵坐标表示吸收谱。实线表示不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱线。由图6可知，不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的吸收峰在波长为450nm-535nm范围内。
图7是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的散射强度谱线图。如图7所示，横坐标表示波长范围，纵坐标表示散射光强度。实线表示不透明衬底上待测单根纳米线的散射强度谱线。由图7可知，散射强度谱线在波长为565nm附近散射强度最高。
图8是本发明实施例五提供的光源波长扫描范围为450nm-625nm时不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。如图8所示，横坐标表示波长范围，纵坐标表示修正后的吸收谱。实线表示不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱线。由图8可知，不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱的吸收峰在波长为450nm-535nm范围内。
本实施例提供的不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱的优选实施方式，可以直观清晰地展示出光源为波长扫描范围为450nm-625nm光强恒定、能量分布均匀的白光光源时，不透明衬底反射强度谱线、不透明衬底上待测单根纳米线的反射强度谱线、不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱、不透明衬底上待测单根纳米线的散射强度谱线以及不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。实现了不透明衬底上有明显边缘散射效应的单根纳米线的吸收谱测量，提高了吸收谱的测量精度。可以直观分析出纳米线吸收谱的吸收峰位置，为研究该纳米线光电特性打下基础。
本实施例与上述实施例提出的纳米线吸收谱的测量方法及系统属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见实施例一至四，并且本实施例与实施例一至四具有相同的有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种纳米线吸收谱的测量方法，其特征在于，应用于不透明衬底上纳米线吸收谱的测量，包括：
采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线；
采集显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线；
根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱；
采集显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线；
根据所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线以及所述不透明衬底反射强度谱线，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱；
根据所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱以及所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱；
其中，所述不透明衬底反射强度谱线、所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线和所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线为光源的连续波长扫描范围内的谱线，且所述光源的连续波长扫描范围包含不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的预估吸收峰的波长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，包括：
使用公式Abs1＝(Rs-RN)/Rs计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，
其中，Abs1表示不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，Rs表示不透明衬底反射强度谱线，RN表示不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线以及所述不透明衬底反射强度谱线，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱，包括：
使用公式SN＝RS/Rs计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱，
其中，SN表示不透明衬底上待测单根纳米线散射谱，RS表示不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱以及所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱，包括：
使用公式Abs2＝Abs1-SN计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱，
其中，Abs2表示不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，在采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线之前，还包括：
调整光源，所述光源的为光强恒定、能量分布均匀的入射光；
调整所述显微镜物镜的明场光阑以调整显微镜明场；调整所述显微镜的第一目镜，使所述入射光通过所述第一目镜聚焦到所述不透明衬底和所述不透明衬底上待测单根纳米线上；调整所述显微镜的第二目镜，使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路；
调整CCD成像系统，使所述第二目镜分辨所述不透明衬底上待测单根纳米线，以将待测单根纳米线移至显微镜视野范围内；
通过所述光谱采集光路，采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线。
6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述不透明衬底上待测单根纳米线为均匀介质。
7.一种纳米线吸收谱的测量系统，其特征在于，应用于不透明衬底上纳米线吸收谱的测量，包括：
光源，用于输出光强恒定、能量分布均匀的入射光；
显微镜，用于通过调整物镜的明场光阑以调整显微镜明场；用于通过调整第一目镜，使所述入射光通过所述第一目镜聚焦到所述不透明衬底和所述不透明衬底上待测单根纳米线上；用于通过调整第二目镜，使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路；
CCD成像系统，用于通过所述第二目镜分辨所述不透明衬底上待测单根纳米线，以将待测单根纳米线移至显微镜视野范围内；
所述光谱采集光路，用于采集显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线；
吸收谱计算模块，用于根据所述不透明衬底反射强度谱线以及所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线，计算不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱；
其中，所述显微镜通过调整所述物镜的暗场光阑来调整显微镜暗场；
显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线通过所述第二目镜进入光谱采集光路；
所述光谱采集光路采集显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线；
所述吸收谱计算模块根据所述不透明衬底上待测单根纳米线的散射谱以及所述不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱，计算所述不透明衬底上待测单根纳米线的修正后的吸收谱；
其中，所述不透明衬底反射强度谱线、所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线和所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线为光源的连续波长扫描范围内的谱线，且所述光源的连续波长扫描范围包含不透明衬底上待测单根纳米线的吸收谱的预估吸收峰的波长。
8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述光谱采集光路，包括：
聚焦透镜组，用于使显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线聚焦；
光纤，用于将聚焦的显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线传输至光谱仪；
光谱仪，用于测量显微镜明场下所述不透明衬底反射强度谱线、显微镜明场下所述不透明衬底上待测单根纳米线反射强度谱线以及显微镜暗场下所述不透明衬底上待测单根纳米线散射强度谱线。
9.根据权利要求7-8任一所述的测量系统，其特征在于，所述不透明衬底上待测单根纳米线为均匀介质。
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