光強(qiáng)分布的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光強(qiáng)分布的測量方法，包括以下步驟：提供一設(shè)置于基底上的碳納米管陣列；將所述碳納米管陣列的表面修整成一平整表面；用待測光源照射所述碳納米管陣列的表面，獲得一不同表面形態(tài)的碳納米管陣列；以及通過所述碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出待測光源的強(qiáng)度分布。
【專利說明】光強(qiáng)分布的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光強(qiáng)分布的測量方法，尤其涉及一種利用碳納米管陣列測量光強(qiáng)分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光源所發(fā)出的光在哪個方向(角度)上傳播以及強(qiáng)度大小統(tǒng)稱為“光強(qiáng)分布”。
[0003]光強(qiáng)分布的測量方法基本分為兩種:一種是把傳感器放在距樣品一定距離的地方，所述傳感器在樣品周圍同心分布的若干點移動并進(jìn)行測量，即可測量光強(qiáng)的分布；另一種是把測量裝置放在距樣品不同的距離處測量光強(qiáng)的分布，所述測量裝置由一個CCD傳感器和一個具有類似魚眼鏡頭的超廣角棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)組成。
[0004]目前，測量光強(qiáng)分布的傳感器主要分為兩大類:光子傳感器(制冷型)和熱傳感器(非制冷型)。光子傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點，然而，光子傳感器需要液氮制冷、成本較高、且可探測的光波波段較窄。熱傳感器成本較低、可探測的光波波段較寬、且可在室溫下操作，但是，熱傳感器存在靈敏度較低、響應(yīng)速度較慢的缺點。
[0005]有鑒于此，確有必要提供一種光強(qiáng)分布的測量方法，該方法不僅簡單易操作，而且具有較高的靈敏度和分辨率，且可測量的光波波段較寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種光強(qiáng)分布的測量方法，包括以下步驟:提供一設(shè)置于基底上的碳納米管陣列；將所述碳納米管陣列的表面修整成一平整表面；用待測光源照射所述碳納米管陣列的表面，獲得一不同表面形態(tài)的碳納米管陣列；以及通過所述碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出待測光源的強(qiáng)度分布。
[0007]本發(fā)明還提供另外一種光強(qiáng)分布的測量方法，包括以下步驟:提供一設(shè)置于基底上的超順排碳納米管陣列，該超順排碳納米管陣列具有一平整的表面；用待測光源照射所述超順排碳納米管陣列的表面，獲得一不同表面形態(tài)的超順排碳納米管陣列；以及通過所述超順排碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出待測光源的強(qiáng)度分布。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用碳納米管陣列作為光強(qiáng)分布的感測元件，由于碳納米管是一種優(yōu)異的熱敏性和光敏性材料，且其對光(尤其是紅外光)具有很寬的波長響應(yīng)范圍和很高的吸收率，因此，本發(fā)明提供的測量方法具有很高的靈敏度，且可測量的光波波長范圍很廣。其次，由于碳納米管陣列的導(dǎo)熱性能具有各向異性，即，熱量幾乎只沿著碳納米管的軸向傳導(dǎo)而不沿徑向傳導(dǎo)，因此，利用本發(fā)明方法測量光強(qiáng)分布具有很高的分辨率。再次，由于在測量過程中，待測光源對碳納米管陣列表面形態(tài)的改變是永久性的，所以待測光源的光強(qiáng)分布信息能被永久地保存起來。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法的工藝流程示意圖。[0010]圖2為本發(fā)明第一實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法的流程圖。
[0011]圖3為本發(fā)明第二實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法的工藝流程示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明第二實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法的流程圖。
[0013]圖5為本發(fā)明第二實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法中使用的碳納米管陣列的掃描電鏡照片，其中插入的掃描電鏡照片為放大的碳納米管陣列。
[0014]圖6為利用本發(fā)明第二實施例提供的光強(qiáng)分布測量方法獲得的一種紅外激光的光強(qiáng)分布圖。
[0015]主要元件符號說明
【權(quán)利要求】
1.一種光強(qiáng)分布的測量方法，包括以下步驟: 提供一設(shè)置于基底上的碳納米管陣列； 將所述碳納米管陣列的表面修整成一平整表面； 用光源照射所述碳納米管陣列的表面，獲得一不同表面形態(tài)的碳納米管陣列；以及 通過所述碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出光源的強(qiáng)度分布。
2.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述碳納米管陣列包括多個彼此平行且垂直于基底排列的碳納米管。
3.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述平整表面平行于所述基底。
4.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述將所述碳納米管陣列的表面修整成一平整表面的過程通過激光切割的方式完成。
5.如權(quán)利要求4所述的光強(qiáng)分布的測量方法,其特征在于，所述激光的功率密度大于0.1 X IO4瓦/平方米，激光光斑的直徑在I毫米~5毫米范圍內(nèi)，所述激光與碳納米管陣列的相對運動速度小于10毫米/秒。
6.如權(quán)利要求4所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述經(jīng)過修整的碳納米管陣列的高度在300微米飛00微米之間。
7.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述將所述碳納米管陣列的表面修整成一平整表面的過程`通過利用一基板粘住所述碳納米管陣列的表面并將所述碳納米管陣列與所述基底分離的方式完成。
8.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述用光源照射所述碳納米管陣列的表面時，光束與碳納米管陣列的表面之間的夾角為60度至90度之間。
9.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述用光源照射所述碳納米管陣列的表面時，光束與碳納米管陣列的表面之間的夾角為90度。
10.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述光源照射所述碳納米管陣列的表面的時間小于等于5秒。
11.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述光源為紅外光。
12.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述測量過程在空氣環(huán)境中進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求1所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述通過所述碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出光源的強(qiáng)度分布，包括利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡對所述碳納米管陣列拍攝形貌照片，再根據(jù)該形貌照片讀出所述光源的光強(qiáng)分布。
14.一種光強(qiáng)分布的測量方法，包括以下步驟: 提供一設(shè)置于基底上的碳納米管陣列，該碳納米管陣列為一超順排碳納米管陣列； 用光源照射所述超順排碳納米管陣列的表面，獲得一不同表面形態(tài)的超順排碳納米管陣列；以及 通過所述超順排碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出光源的強(qiáng)度分布。
15.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述超順排碳納米管陣列的表面為一平行于所述基底的平整表面。
16.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述超順排碳納米管陣列的制備方法包括以下步驟: 提供一平整生長基底；、 在該生長基底表面均勻形成一催化劑層； 將上述形成有催化劑層的生長基底在700°C、00°C的空氣中退火30分鐘~90分鐘；以及 將處理過的生長基底置于反應(yīng)爐中，在保護(hù)氣體環(huán)境下加熱到500°C ~740°C，然后通入碳源氣體反應(yīng)5分鐘~30分鐘，生長得到所述超順排碳納米管陣列。
17.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述超順排碳納米管陣列的高度在300微米飛00微米之間。
18.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述用光源照射所述超順排碳納米管陣列的表面時，光束與超順排碳納米管陣列的表面之間的夾角為90度。
19.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述光源照射所述超順排碳納米管陣列的表面的時間小于等于5秒。
20.如權(quán)利要求14所述的光強(qiáng)分布的測量方法，其特征在于，所述通過所述超順排碳納米管陣列的不同表面形態(tài)讀出光源的強(qiáng)度分布，包括利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡或透射電子顯微鏡對所述超順排碳納米管陣列拍攝形貌照片，再根據(jù)該形貌照片讀出所述光源的光強(qiáng)分布。
【文檔編號】G01J1/38GK103487140SQ201210192082
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】姜開利, 朱鈞, 馮辰, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司