專利名稱：一種黑硅光譜特性探測平臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種黑硅光譜特性探測平臺，屬于光譜探測技術領域。
背景技術：
能源是現代人類社會發展的首要前提條件，而太陽能取之不盡，用之不竭，是對環境無任何污染的新型可再生能源的首選。充分利用太陽能、提高對太陽能光譜的有效吸收率是解決未來能源短缺，保護環境，降低釋放溫室效應氣體，防止全球變暖的有效途徑。1998年，哈佛大學的Mazur科研小組將晶體硅材料放進一個充滿SF6氣體的環境中，然后用近紅外飛秒激光照射硅片，激光掃描后的硅片表面變成了黑色，在顯微鏡下觀察到硅片的表面形成了準規則排列的微米量級錐形尖峰結構。實驗測定這種“黑硅”材料與未處理的晶體硅片相比發生了非常大的變化一是材料帶隙減小，對于超長波段的入射光波有較大的吸收；二是與不處理的普通硅晶片相比，在近紅外的一些波段上此種光伏材料對光的敏感性提高了 100至500倍；另外，這種經飛秒激光“黑化”處理的硅材料與硅單晶材料相比比重減小，這一實驗室現象為新型太陽能電池照亮了前景。因此該種黑硅材料的光譜特性吸引了不少中外學者加入研究的行列。但到目前為止，還沒有專門針對該種黑硅材料進行光譜特性探測的成熟技術方案問世。因此對該種硅材料的結構特性，及其光譜曲線的探測研究受到一定限制。
實用新型內容本實用新型公開了一種黑硅光譜特性探測平臺，其目的在于克服現有技術缺少對黑硅材料的結構特性及其光譜曲線進行探測研究的裝置，致使探測研究受到限制的弊端。 本實用新型通過氕燈和鎢燈提供寬光譜光源，以及光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器三個探測器相結合，能在紫外、可見光譜區域對黑硅樣品的透射和反射光譜作定性和定量的分析；結構簡單，使用方便，測試結果精準。本實用新型的技術方案如下一種黑硅光譜特性探測平臺，包括氕燈和鎢燈、單色儀、透鏡、測透射光的樣品室、 測反射光的樣品室、光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器、積分球、光學平臺，其特征在于A)氕燈和鎢燈、單色儀、透鏡、測透射光的樣品室、測反射光的樣品室、積分球依次固定在光學平臺上；B)積分球上設置通光口，測透射光的樣品室或測反射光的樣品室分別與積分球通光口相連；C)積分球上設置探測口，光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器分別與積分球的卡口連接；D)氕燈和鎢燈發出的復合光源依次通過單色儀、透鏡、測透射光的樣品室或測反射光的樣品室進入積分球，積分球將光信號完整收集到樣品室中，然后根據光譜范圍，分別進入光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器三個探測器分段檢測。本實用新型由氕燈和鎢燈提供在整個紫外光區或可見光譜區發射連續光譜的光源，發出的復合光在單色儀中分解成單色光，并從中選出一任意波長單色光通過透鏡會聚入射到樣品室中。積分球將光信號完整收集后，再根據光譜范圍，分別選用光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器三個探測器，在紫外區、可見區和近紅外區超寬波段范圍內分段檢測，最后實現該黑硅材料在寬光譜范圍內透射和反射特性的定性和定量分析。本實用新型通過氕燈和鎢燈提供寬光譜光源，以及光電倍增管、砷化鎵銦探測器和硫化鉛探測器三個探測器相結合，能在紫外、可見光譜區域對黑硅樣品的光譜作定性和定量的分析；結構簡單，使用方便，測試結果精準。
圖1為本實用新型黑硅光譜特性探測平臺的俯視結構示意圖。1、氕燈和鎢燈，2、單色儀，3、透鏡，4、測透射光的樣品室，5、測反射光的樣品室，6、 光電倍增管，7、砷化鎵銦探測器，8、硫化鉛探測器，9、積分球，10、光學平臺。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型加以詳細說明。一種光譜探測平臺如圖1所示，氕燈和鎢燈1、單色儀2、透鏡3、測透射光的樣品室 4、測反射光的樣品室5、積分球9依次固定在光學平臺10上，積分球9上設置通光口，測透射光的樣品室4或測反射光的樣品室5分別與積分球9的通光口相連；積分球9上設置探測口，光電倍增管6、砷化鎵銦探測器7、硫化鉛探測器8分別與積分球9的探測口連接；気燈和鎢燈1發出的復合光源依次通過單色儀2、透鏡3、測透射光的樣品室4或測反射光的樣品室5、進入積分球9，積分球將光信號完整收集到樣品室中，然后根據光譜范圍，分別進入光電倍增管6、砷化鎵銦探測器7、硫化鉛探測器8三個探測器分段檢測。測量透射光譜時，將硅片垂直粘貼于測透射光的樣品室4內，關閉測反射光的樣品室5。氕燈和鎢燈1提供在整個紫外光區或可見光譜區發射連續光譜的光源，發出的復合光在單色儀2中分解成單色光，并從中選出一任意波長單色光通過透鏡3會聚入射到測透射光的樣品室4中的硅片上。積分球9將透射光信號完整收集后，再根據光譜范圍，分別選用光電倍增管6、砷化鎵銦探測器7和硫化鉛探測器8三個探測器，在紫外區、可見區和近紅外區超寬波段范圍內分段檢測，最后實現該黑硅材料在寬光譜范圍內透射光譜的定性和定量分析。測量反射光譜時，將硅片垂直粘貼于測反射光的樣品室5內，并且打開測反射光的樣品室5。氕燈和鎢燈1提供在整個紫外光區或可見光譜區發射連續光譜的光源，發出的復合光在單色儀2中分解成單色光，并從中選出一任意波長單色光通過透鏡3會聚入射到測反射光的樣品室5中的硅片上。積分球9將反射光信號完整收集后，再根據光譜范圍，分別選用光電倍增管6、砷化鎵銦探測器7和硫化鉛探測器8三個探測器，在紫外區、可見區和近紅外區超寬波段范圍內分段檢測，最后實現該黑硅材料在寬光譜范圍內反射光譜的定性和定量分析。
權利要求1. 一種黑硅光譜特性探測平臺，包括氕燈和鎢燈、單色儀、透鏡、測透射光的樣品室、測反射光的樣品室、光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器、積分球、光學平臺，其特征在于A)氕燈和鎢燈、單色儀、透鏡、測透射光的樣品室、測反射光的樣品室、積分球依次固定在光學平臺上；B)積分球上設置通光口，測透射光的樣品室或測反射光的樣品室分別與積分球的通光口相連；C)積分球上設置探測口，光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器分別與積分球的探測口連接；D)氕燈和鎢燈發出的復合光源依次通過單色儀、透鏡、測透射光的樣品室或測反射光的樣品室、積分球，積分球將光信號完整收集到樣品室中，然后根據光譜范圍，分別進入光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器分段檢測。
專利摘要本實用新型涉及一種黑硅光譜特性探測平臺，氕燈和鎢燈、單色儀、透鏡、測透射光的樣品室、測反射光的樣品室、積分球依次固定在光學平臺上。積分球上設置通光口和探測口，測透射光的樣品室和測反射光的樣品室分別與積分球通光口相連，光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器分別與積分球的探測口連接；積分球將光信號完整收集到樣品室中；然后根據光譜范圍，分別進入光電倍增管、砷化鎵銦探測器、硫化鉛探測器，在紫外區、可見區和近紅外區超寬波段范圍內分段檢測，最后實現該黑硅材料在寬光譜范圍內透射和反射特性的定性和定量分析。本實用新型結構簡單，使用方便，測試結果精準。
文檔編號G01N21/25GK202083469SQ201120124849
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者吳文威, 莊松林, 彭滟, 朱亦鳴, 溫雅, 陳麟 申請人:上海理工大學