RU2700722C1 - Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов - Google Patents
Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700722C1 RU2700722C1 RU2018138974A RU2018138974A RU2700722C1 RU 2700722 C1 RU2700722 C1 RU 2700722C1 RU 2018138974 A RU2018138974 A RU 2018138974A RU 2018138974 A RU2018138974 A RU 2018138974A RU 2700722 C1 RU2700722 C1 RU 2700722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical characteristics
- semiconductor materials
- temperature
- temperature dependences
- laser radiation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
- G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
- G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
- G01N25/30—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements
- G01N25/32—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements using thermoelectric elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследований оптических характеристик полупроводниковых материалов, находящихся под действием температурного поля, и может найти применение в исследовательской деятельности. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что процесс измерения оптических характеристик полупроводниковых материалов производится при изменении температур исследуемого материала с интервалом, устанавливаемым непосредственно для каждого конкретного исследования, т.е. с возможностью управления уровнем температурного воздействия на исследуемый образец в широком диапазоне, что позволяет с высокой точностью проводить определение оптических характеристик материала и их зависимость от изменения температуры. Технический результат - повышение информативности исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области экспериментальных исследований оптических характеристик материалов, находящихся под действием температурного поля.
Полупроводники широко применяются в составе оптико-электронных приборов (ОЭП), используемых в системах наблюдения, ночного видения, наведения и т.п. Большинство из них для нормального функционирования охлаждается до криогенных температур, но в процессе эксплуатации возможны различные ситуации, при которых эти температуры могут существенно повышаться. При этом некоторые характеристики материалов, в частности оптические и физические, могут изменяться, что приводит к ухудшению качества выполнения ОЭП своих функций. Эти процессы изменения подлежат исследованию. Все новые полупроводниковые материалы находят применение в ОЭП, свойства которых также необходимо вновь исследовать. Это исследование реализуется применением предлагаемого способа.
Известен способ определения оптических характеристик однородного рассеивающего вещества [1], включающий облучение исследуемого вещества ультракороткими лазерными импульсами, регистрацию прошедшего через образец исследуемого вещества излучения и определение оптических характеристик однородного рассеивающего вещества. При измерении оптических характеристик материалов данным способом повышается точность измерений, но остается без внимания влияние изменения температуры исследуемого материала на них.
На данный момент известна лабораторная установка для температурных испытаний ОЭП [2], включающая длиннофокусный коллиматор, оптическую скамью, место для крепления испытуемых ОЭП, источник температурных воздействий, устройство регистрации температуры, таймер, ЭВМ.
Ее недостатками является невозможность создания температур при испытаниях ниже -50°С и выше +50°С и необходимость работы непосредственно с ОЭП для определения характеристик всей системы в сборе, а не полупроводникового фоточувствительного материала.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа экспериментального определения зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов от температур.
Техническим результатом изобретения является определение температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов.
Механизм взаимодействия лазерного излучения с полупроводниками, описанный в [3], говорит о том, что в ходе такого воздействия лазерное излучение частично отражается от исследуемого образца, частично поглощается им, а частично проходит сквозь него. Для определения поглощенной доли излучения необходимо измерить две оставшиеся составляющие - отраженную и прошедшую насквозь. Проведенные ранее исследования некоторых характеристик полупроводниковых материалов говорят о наличии зависимости концентрации свободных носителей, ширины запрещенной зоны и других от температуры, а они, в свою очередь, вносят вклад в изменение оптических характеристик материала. Значит, изменение свойств полупроводникового материала при изменении температуры может повлечь за собой изменение рабочих характеристик ОЭП. На данный момент оптические характеристики востребованных в приборостроении полупроводниковых материалов известны, но определены они для нормальных условий, т.е. для температуры 300 K.
Все вышесказанное позволяет разработать схему экспериментальной установки, представленную на фиг. 1, содержащую: (1) - силовой лазер; (2) - плоскопараллельную пластину; (3) - измеритель энергии излучения; (4) - исследуемый образец; (5) - нагреватель, (6) - термопару, (7) - мультиметр.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что процесс измерения оптических характеристик материалов производится во всем диапазоне создаваемых введенным в схему нагревателем температур с интервалом, устанавливаемым непосредственно для каждого конкретного исследования, т.е. с возможностью управления уровнем температурного воздействия на исследуемый образец в широком диапазоне, что позволяет с высокой точностью проводить определение измеряемых величин и их зависимость от изменения температуры.
Проведение исследований заключается в следующем. Исследуемый образец облучают лазерным излучением. Плоскопараллельной пластиной (2) часть энергии лазерного импульса отводят в измеритель энергии излучения (3). Прошедшая часть энергии пучка лазерного излучения падает на исследуемый материал (4), установленный таким образом, что отраженное от него лазерное излучение попадает во второй измеритель энергии излучения (3). исследуемый материал (4) закреплен на нагревателе (5) и предварительно разогревается до требуемой температуры. На исследуемом материале (4) закреплена термопара (6) для регистрации его температуры с помощью мультиметра (7). Для измерения энергии лазерного излучения, прошедшего сквозь исследуемый материал (4), за ним размещается третий измеритель энергии излучения (3). Таким образом, реализуется измерение всех составляющих лазерного импульса после его взаимодействия с исследуемым материалом. Генерация импульса производится в момент достижения требуемой температуры.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. RU №2413930, 2009 г.
2. RU №2293959, 2007 г.
3. Салманов В. Взаимодействие лазерного излучения с полупроводниками и диэлектриками. М.: LAP, 2014. С. 276.
Claims (1)
- Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов, заключающийся в том, что исследуемый образец облучают лазерным излучением, часть энергии которого плоскопараллельной пластиной отводят в измеритель энергии излучения, измеряют отраженное от исследуемого материала лазерное излучение, а также измеряют энергию лазерного излучения, прошедшего сквозь исследуемый материал, отличающийся тем, что исследуемый материал подвергают температурному воздействию.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018138974A RU2700722C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018138974A RU2700722C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2700722C1 true RU2700722C1 (ru) | 2019-09-19 |
Family
ID=67989685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018138974A RU2700722C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2700722C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU748212A1 (ru) * | 1978-06-01 | 1980-07-15 | Предприятие П/Я В-8584 | Устройство дл определени температурной зависимости оптических характеристик веществ |
| US5867807A (en) * | 1995-10-26 | 1999-02-02 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method and apparatus for determination of optical properties of light scattering material |
| RU2293959C2 (ru) * | 2005-03-09 | 2007-02-20 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | Лабораторная установка для температурных испытаний военных оптико-электронных приборов |
| RU2316756C2 (ru) * | 2002-08-01 | 2008-02-10 | Юсинор | Способ и устройство для поточного измерения характеристик поверхностного слоя металлургического изделия |
| RU2413930C1 (ru) * | 2009-12-24 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет), (МИЭТ) | Способ определения оптических характеристик однородного рассеивающего вещества |
-
2018
- 2018-11-06 RU RU2018138974A patent/RU2700722C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU748212A1 (ru) * | 1978-06-01 | 1980-07-15 | Предприятие П/Я В-8584 | Устройство дл определени температурной зависимости оптических характеристик веществ |
| US5867807A (en) * | 1995-10-26 | 1999-02-02 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method and apparatus for determination of optical properties of light scattering material |
| RU2316756C2 (ru) * | 2002-08-01 | 2008-02-10 | Юсинор | Способ и устройство для поточного измерения характеристик поверхностного слоя металлургического изделия |
| RU2293959C2 (ru) * | 2005-03-09 | 2007-02-20 | Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт | Лабораторная установка для температурных испытаний военных оптико-электронных приборов |
| RU2413930C1 (ru) * | 2009-12-24 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет), (МИЭТ) | Способ определения оптических характеристик однородного рассеивающего вещества |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4243327A (en) | Double-beam optical method and apparatus for measuring thermal diffusivity and other molecular dynamic processes in utilizing the transient thermal lens effect | |
| Maker | Spectral broadening of elastic second-harmonic light scattering in liquids | |
| CN104390935A (zh) | 太赫兹波段测试非线性极化系数和吸收系数的装置及方法 | |
| CN102213682B (zh) | 一种干涉不敏感太赫兹波透射测量方法 | |
| CN106404794A (zh) | 一种大口径材料表面散射的高速测量装置和方法 | |
| CN108562547B (zh) | 激光晶体热应力双折射系数测量装置及其方法 | |
| CN103712782B (zh) | 一种深紫外光学元件光学性能的综合测试方法 | |
| CN102507511A (zh) | 一种红外紫外双脉冲激光诱导击穿光谱在线原位检测装置 | |
| CN107063456B (zh) | 原位时间分辨光栅衍射效率光谱测量装置和方法 | |
| CN102175427A (zh) | 一种深紫外光学元件稳定性的综合测试方法 | |
| CN111504612A (zh) | 一种多光源激光损伤阈值的测试装置 | |
| CN202351175U (zh) | 红外紫外双脉冲激光诱导击穿光谱在线原位检测装置 | |
| Krahn et al. | Light scattering measurements of mutual diffusion coefficients in binary liquid mixtures | |
| RU2700722C1 (ru) | Способ исследований температурных зависимостей оптических характеристик полупроводниковых материалов | |
| CN112782135A (zh) | 一种基于瞬态克尔效应的飞秒角分辨光谱成像方法 | |
| CN104330387A (zh) | 液面油污测量系统 | |
| JPH0580083A (ja) | 集積回路の試験方法および装置 | |
| Grilli et al. | Thermal conductivity of e-beam coatings | |
| RU2444085C1 (ru) | Устройство для бесконтактного измерения времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках (варианты) | |
| RU2656408C1 (ru) | Способ оптической томографии прозрачных материалов | |
| Saxena et al. | Single-shot terahertz time profiling using curved wavefront | |
| RU2507541C1 (ru) | Способ определения параметров ионизирующего воздействия на исследуемый образец импульсного высокоинтенсивного излучения | |
| CN116539565A (zh) | 一种用于测试热反射系数的方法及系统 | |
| Drake et al. | Nondestructive analysis of laser fusion microsphere targets using rotational Raman spectroscopy | |
| Presura | X-ray Polarizing Beam Splitter for Plasma Diagnostics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201107 |