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飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)

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上海昊量光電設備有限公司  
Aunion Tech Co., Ltd
專業源自專注  專注成就未來

自2008年成立以來,昊量光電專注于光電領域的技術服務與產品經銷,致力于引進guo外*先進性與創新性的光電技術與可靠產品,為國內Z前沿的科研與工業領域提供優質的產品與服務,助力中國智造與中國創造! 目前,昊量光電已經與來自美國、歐洲、日本的多家光電產品制造商建立了緊密的合作關系。其代理品牌均處于相關領域的發展前沿,產品包括各類激光器、光電調制器、光學測量設備、精密光學元件等,所涉足的領域涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學研究與國防等。

昊量光電堅持“專業源自專注,專注成就未來”的經營理念。近年來,我們專注于前沿的細分市場,為量子光學、生物顯微、物聯傳感、精密加工、先進激光制造等領域的客戶提供系統解決方案。

作為一家以技術溝通與技術服務見長的高科技企業,我們所有的銷售與技術服務團隊成員都具有理工科方面的專業背景,并在公司接受相關領域的專業培訓,在售前技術溝通、售后產品安裝培訓、產品問題解決、軟硬件增值服務等方面為客戶提供更加專業化的服務!我們專業高效的商務與物流部門憑借多年積累的貿易經驗與規范化的制度流程,保障每一筆訂貨準時安全到達目的地,免除客戶的后顧之憂!

秉承誠信、高效、創新、共贏的核心價值觀,昊量光電堅持以誠信為基石,憑借高效的運營機制和勇于創新的探索精神為我們的客戶與與合作伙伴不斷創造價值,實現各方共贏!

立足于光電產業,昊量光電始終堅持價值創造與創新,贏得客戶與合作伙伴的認可,不斷拓展業務領域的新邊疆,立志打造的代理服務品牌!

 

激光器調制器,激光測量加工設備,光學部件,光譜儀,光纖器件,晶體,精密定位系統掃描系統,探測器光子計數器,專用實驗設備,相機

應用領域 綜合

Pioneer-ONE系列飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)可用于研究各種多層膜結構熱物性,包括納米薄膜材料和液體材料的熱導率、熱容;固-固材料界面、固-液材料界面,微結構界面熱導;及各種微結構熱物性等。


飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)特點與優勢
多參數擬合
多頻擬合選件
敏感度分析功能
不確定性分析功能


系統簡介

在現代工業中,材料的熱性能,尤其是熱物理性能,變得越來越重要。這些性能在高性能微電子器件的散熱材料、可持續能源中的熱電材料、節能領域的絕熱材料以及渦輪葉片的熱障涂層(TBC)等方面都有廣泛應用。在各種熱物性參數中,導熱系數尤為關鍵。隨著電子設備設計的進步和對有效熱管理需求的增加,納米薄膜材料得到了廣泛應用。納米級薄膜的厚度通常小于塊體材料的典型晶粒粒徑,因此其熱物理性能與塊體材料有顯著不同。在納米級厚度范圍內,精確測量熱擴散系數和導熱系數變得越來越迫切。


飛秒激光時域熱反射(Time-Domain Thermoreflectance, TDTR)技術是?種基于飛秒超快激光泵浦探測(pump-probe)技術的非接觸式導熱測量方法。相比其他導熱測量技術, TDTR是目前少數幾種可以同時測量納米薄膜熱導率和界面熱阻的技術。該技術用于研究多種材料的微觀熱輸運性質,包括納米薄膜材料和液體材料的熱導率,固-固材料界面和固-液材料界面的熱導,以及在極低溫(4K)和超高壓(10GPa)條件下的熱輸運。此外,TDTR還對短脈沖和高頻加熱情況下的非傅立葉模型進行了解析計算,并從量子理論出發分析了微尺度能量輸運過程。



測量原理


飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)


圖1 典型樣品結構,包括金屬薄膜傳感層和其他可能的基底材料


導熱特性的測量有兩大必要因素:熱流的施加(加熱方式)和溫度的測量,對這兩大因素的選取和控制決定了測量方法的精度和適用范圍。TDTR方法采用脈沖激光加熱、脈沖激光測溫的測量方式,實現測量溫度隨時間變化的超高時間分辨率,時間分辨率zui高可達100飛秒(10^-15秒)。測量所使用的典型樣品結構如圖1所示,為保證樣品吸收和反射激光的效果,通常在被測樣品表面制備厚度約100納米的金屬薄膜,通常為鋁、金、銅等金屬。儀器利用一束飛秒脈沖激光照射樣品表層金屬薄膜,金屬薄膜吸收激光能量并將其轉化為熱能從而對樣品進行加熱,加熱過程在皮秒(10^-12秒)尺度上發生,隨后熱能通過熱擴散向樣品內部傳遞,金屬表面溫度隨時間逐漸回落。由于金屬的反射率與其溫度有關,利用該特性儀器通過測量另?束激光的反射強度變化反推獲得金屬表面溫度隨時間的變化曲線,該曲線反應了被測樣品的導熱性質,通過儀器內置的擬合算法可以獲得被測樣品的熱導率、熱擴散率、吸熱系數、界面熱阻等熱物性參數。


典型數據展示


飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)

圖2 六種基底材料與Al傳感層組成的兩層結構樣品的相位差信號和幅值信號及擬合曲線

數據結果顯示,AlN和SrTiO3基底與Al傳感層之間的界面熱導均接近110 MW/m2K,

其他四種常見基底材料與Al傳感層之間的界面熱導的數值分布在140–200 MW/m2K中。


飛秒激光時域熱反射測量系統(TDTR)

圖3 六種基底材料熱導率的測量值與文獻報道值的對比







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