CN109187349A - 一种提高低温光致发光测试精度的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电器件测试技术领域，涉及一种提高低温光致发光测试精度的实验方法；该方法中涉及装置是由真空罩、防热辐射屏、待测样品、样品架、凸透镜、滤光片、单色仪、入射激光、光致发光、反射激光和探测器组成，利用防热辐射屏出射角大于90度的出射窗口收集待测样品发出的光致发光，从而达到提高光致发光测试精度的目的。本发明具有操作简单、效率高、提高测试精度、节省测试时间等特点。
Description
技术领域
本发明属于光电器件测试技术领域，涉及一种提高低温光致发光测试精度的实验方法。
背景技术
光致发光测试是确定半导体材料器件光学性能的重要手段之一，能提供材料禁带宽度和组份等重要参数。现在光电实验室使用的光学低温恒温器***是测试半导体材料与器件低温和变温光致发光(photoluminescence)的主要设备，提供10-300K之间的测试环境温度。低温恒温器***的样品室由真空罩、防热辐射屏和样品架组成。真空罩和防热辐射屏侧面各设有四个光学窗口，其中一个作为激发激光入射窗口，另外一个作为样品受激发后发出来的光致发光出射窗口。防热辐射屏的主要作用是挡住外界热辐射能量，确保样品架温度达到稳定的低温。尤其是10K温度，如果不用防热辐射屏，根本无法达到。
由于***降温和升温时间较长(一般3-4个小时)，为了提高测试效率，一般在样品架上放多个样品，在***温度稳定后通过调节入射激光的光路，在同一个温度下测试不同样品。然而，由于防热辐射屏光学窗口的限制，样品发出的光不能全部射出样品室外被探测器有效接收。如果样品的位置与样品架中心偏离较大，则大部分发出的光被防热辐射屏挡住，严重影响测试精度。解决这个问题的方法是***升温到室温，调整样品位置，重新降温，然后再测试。这又是一个3-4小时的等待过程，实验进度很慢。
另外，防热辐射屏原有的四个光学窗口是为了方便于多光路测试，但很多光电实验室低温和变温光致发光测试只用一个光路，所以只需要两个光学窗口，另外两个窗口没有任何作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高低温光致发光测试精度的实验方法，该方法中涉及装置是由真空罩、防热辐射屏、待测样品、样品架、凸透镜、滤光片、单色仪、入射激光、光致发光、反射激光和探测器组成。利用防热辐射屏出射角大于90度的出射窗口收集待测样品发出的光致发光，从而达到提高光致发光测试精度的目的。本发明具有操作简单、效率高、提高测试精度、节省测试时间等特点。解决目前存在的问题。
本发明所述的一种提高低温光致发光测试精度的实验方法，该方法中涉及装置是由真空罩、防热辐射屏、待测样品、样品架、凸透镜、滤光片、单色仪、入射激光、光致发光、反射激光和探测器组成，待测样品(2)固定在样品架(3)上，样品架(3)固定在低温恒温器***样品台上，在低温恒温器***样品台上安装防热辐射屏(13)和真空罩(10)，防热辐射屏(13)侧壁上设有一个入射窗口(15)和一个出射角度大于90度的长方形出射窗口(14)，样品架(3)与单色仪(8)之间设有两个凸透镜(5)，单色仪(8)一端入口处放置滤光片(7)，单色仪(8)另一端出口处设有探测器(9)，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品(2)固定在样品架(3)上，样品架(3)固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏(13)和真空罩(10)，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光(1)和经待测样品(2)反射的反射激光(4)通过真空罩(10)、入射窗口(11)和出射窗口(12)中心线，确保入射激光(1)和反射激光(4)光束高度与两个凸透镜(5)中心线和单色仪(8)入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至300K-10K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪(8)入口放置滤光片(7)，使入射激光(1)打在待测样品(2)上，从待测样品(2)发出来的光致发光(6)通过两个凸透镜(5)后聚焦在单色仪(8)入口，经过滤光片(7)进入单色仪(8)，并由连接在单色仪(8)出口的探测器(9)接收。
本发明所述的一种提高低温光致发光测试精度的实验方法，该方法与传统光致发光测试方法相比，本发明所述方法优点在于：由于防热辐射屏(13)的出射窗口(14)出射角大于90度，待测样品(2)发出的绝大部分光致发光(6)不会被防热辐射屏(13)挡住，能够射出样品室外，被探测器(9)接收，从而提高测试精度。有效的避免在低温光致发光测试中防热辐射屏挡住待测样品发出的光的问题，大大提高测试精度和实验进度。
附图说明
图1为本发明光致发光测试方法光路示意图；
图2为本发明低温恒温器***样品室立体图；
图3为本发明低温恒温器***防热辐射屏立体图；
图4为本发明光致发光测试样品室光路示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
本发明所述的一种提高低温光致发光测试精度的实验方法，该方法中涉及装置是由真空罩、防热辐射屏、待测样品、样品架、凸透镜、滤光片、单色仪、入射激光、光致发光、反射激光和探测器组成如附图1、图2、图3和图4所示，待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，在低温恒温器***样品台上安装防热辐射屏13和真空罩10，防热辐射屏13侧壁上设有一个入射窗口15和一个出射角度大于90度的长方形出射窗口14，样品架3与单色仪8之间设有两个凸透镜5，单色仪8一端入口处放置滤光片7，单色仪8另一端出口处设有探测器9，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至300K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例2
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至200K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例3
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至100K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例4
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至50K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例5
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至10K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例6
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至150K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
实施例7
本实施例所涉及的装置依据实施例1进行，具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品2固定在样品架3上，样品架3固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏13和真空罩10，确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光1和经待测样品2反射的反射激光4通过真空罩10、入射窗口11和出射窗口12中心线，确保入射激光1和反射激光4光束高度与两个凸透镜5中心线和单色仪8入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至250K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪8入口放置滤光片7，使入射激光1打在待测样品2上，从待测样品2发出来的光致发光6通过两个凸透镜5后聚焦在单色仪8入口，经过滤光片7进入单色仪8，并由连接在单色仪8出口的探测器9接收；滤光片7为长通滤光片，其滤光波长必须大于入射激光1波长，探测器9工作波长范围由光致发光6波长决定。
Claims (1)
1.一种提高低温光致发光测试精度的实验方法，其特征在于：该方法中涉及装置是由真空罩、防热辐射屏、待测样品、样品架、凸透镜、滤光片、单色仪入射激光、光致发光、反射激光和探测器组成，待测样品（2）固定在样品架（3）上，样品架（3）固定在低温恒温器***样品台上，在低温恒温器***样品台上安装防热辐射屏（13）和真空罩（10），防热辐射屏（13）侧壁上设有一个入射窗口（15）和一个出射角度大于90度的长方形出射窗口（14），样品架（3）与单色仪（8）之间设有两个凸透镜（5），单色仪（8）一端入口处放置滤光片（7），单色仪（8）另一端出口处设有探测器（9），具体操作按下列步骤进行：
a、该方法使用标准光学光致发光测试***；
b、将待测样品（2）固定在样品架（3）上，样品架（3）固定在低温恒温器***样品台上，安装防热辐射屏（13）和真空罩（10），确保***密封性；
c、调整光路使得入射激光（1）和经待测样品（2）反射的反射激光（4）通过真空罩（10）、入射窗口（11）和出射窗口（12）中心线，确保入射激光（1）和反射激光（4）光束高度与两个凸透镜（5）中心线和单色仪（8）入口中心高度保持一致；
d、对低温恒温器***进行降温至300K-10K，达到测试温度后，等待五分钟使低温恒温器***达到稳定状态，在单色仪（8）入口放置滤光片（7），使入射激光（1）打在待测样品（2）上，从待测样品（2）发出来的光致发光（6）通过两个凸透镜（5）后聚焦在单色仪（8）入口，经过滤光片（7）进入单色仪（8），并由连接在单色仪（8）出口的探测器（9）接收。
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