什么是频域热反射（FDTR）加拿大pc28开奖预测
时域热反射（TDTR）是表征体材料和薄膜热特质的有用器具。干系词，机械转移台的劣势可能会引入测量舛误，况且超快脉冲激光价钱腾贵。
频域热反射（FDTR）是 TDTR 的一种变体，其中通过篡改泵浦光束的调制频率而不是泵浦光束和探伤光束之间的延伸时分来测量热反射信号。FDTR 用于表征体材料和薄膜的各式热特质，无需转移台和超快脉冲激光，从而打消了 TDTR 的弱点。
在 TDTR 和 FDTR 中，测量信号对热特质的聪惠度皆受调制频率的影响。关于高精度的 TDTR 测量，必须把柄分析缱绻顺应选拔调制频率，这关于 FDTR 来说不是问题。
FDTR测量概括
FDTR 有两种可能的现实建设：脉冲激光系统和聚首波（CW）激光系统。
脉冲激光 FDTR 险些使用与 TDTR 交流的建设；因此，FDTR 和 TDTR 皆不错进行。泵浦光束的频率在 0.1 - 20 MHz 领域内调制，而机械转移台的位置固定在某个延伸时分，幸免了 TDTR 中转移台指导所波及的总共伪影。
在 CW 激光 FDTR 中，使用两个 CW 激光器当作泵浦光束和探伤光束。泵浦光束的频率由 EOM 调制，并在样品名义产生热流。探伤光束由与泵浦光束交流的物镜聚焦以检测热反射信号。由于无需使用超快脉冲激光，CW FDTR 不错以低老本竖立。
TDTR 和 FDTR 之间热特质的评估经过交流。
表面上，与脉冲 TDTR/FDTR 比拟，CW FDTR 的泵浦光束不错在无穷频率下调制。干系词，在本体中，由于信号强度的镌汰和高频处存在噪声，调制频率为止在
宽带频域热反射（BB-FDTR）已被杀青，以打消此频率为止，并使用外差检测将其彭胀到 200 MHz。
FDTR的优点
● 除了体样品外，厚度从几十纳米到几微米的薄膜也不错测量。
● 通过诈骗不同的激光光斑尺寸和调制频率，不错评估各式热特质，举例垂直平面热导率 Kz、平面内热导率 Kr、界面热导 G 和热容量 C 等。
● 非斗争式测量可在惯例环境条目下或通过真空室的窗口进行。
● 与 TDTR 比拟，FDTR 幸免了长机械时分延伸的复杂性。此外，不需要腾贵的脉冲激光。
● 频率选拔与诸多未知要素密切有关，因此在时域热反射（TDTR）测量之前很难进行。在频域热反射（FDTR）测量中，不错幸免频率选拔这一身手。
宽带频域热反射（BB-FDTR）先容
什么是宽带频域热反射（BB-FDTR）
在 TDTR/FDTR 中，泵浦光束的调制频率是一个紧迫参数，它会影响对各式热特质的聪惠度以及热穿透深度。为了商讨纳米级材料中热导率的尺寸效应加拿大pc28开奖预测，需要对加热频率进行宽领域调制，以篡改热穿透深度，并测量在平均目田程（MFP）的宽分散上的热导率聚集函数 kaccum。
宽带频域热反射（BB-FDTR）是 FDTR 的一种变体，通过外差检测将调制频率彭胀到 200 MHz，这比典型 FDTR 的为止高 10 倍。[1]
BB-FDTR 用于表征体材料和薄膜的各式热特质，如 TDTR/FDTR，况且由于其更高的调制频率，更允接头讨准弹谈热传输，这在纳米级工程中越来越紧迫——尽头是在热电应用中。
BB-FDTR测量概括[1]
BB-FDTR 的现实安设与具有两种不同波长聚首波（CW）激光器的 FDTR 险些交流。泵浦聚首波激光器通过 EOM1 在频率 f1 处进行强度调制，并通过物镜聚焦在样品上。探伤聚首波激光器通过归拢物镜聚焦在样品上，以检测频率为 f1 的热反射调制信号。
图 1. BB-FDTR 技巧的旨趣图。
EOM2 在反射的探伤光束中以频率 f2 引起零碎的强度调制，把柄以下三角公式使反射的泵浦光束和探伤光束进行外差，从而在 f1 - f2 和 f1 + f2 处产生频率调制重量：
反射的泵浦光束和高频重量 f1 + f2 别离使用带通滤波器（BPF）和低通滤波器（LPF）进行滤波。使用锁相放大器检测 f1 - f2 处探伤信号的幅度 R 和相位 φ。
零碎的调制频率 f2 被细目为使得 f1 - f2 保握在小于 100 kHz 的恒定值，该值被选拔接近锁相放大器频率领域的上限，从而打消高次谐波重量。在这种条目下，由较高加热频率引起的热反射信号不错在低得多的频率下被检测到，且噪声最小。
通过BB-FDTR商讨纳米级热传输中的尺寸效应
篡改泵浦光束的调制频率会导致热穿透深度 dp 的变化：
其中α暗示样品的热扩散率，fmod
和ωmod
别离暗示泵浦光束的频率和角频率。
当 dp 与声子平均目田程（MFP）相称时，准弹谈热传输效应变得显明，况且 MFP 长于 dp 的声子对 BB-FDTR（TDTR/FDTR）测量的表不雅热导率莫得孝顺。[2] 在这种情况下，BB-FDTR 可用于测量热导率聚集函数 kaccum，它描述了 MFP 短于 dp 的声子对体热导率的聚集孝顺。[3] 通过在宽领域内篡改调制频率，BB-FDTR 可用于测量声子 MFP 谱，该谱讲明了纳米器件中热导率的尺寸效应并确认了纳米级热传输。
图 2. （a）别离在泵浦光束的低和高调制频率下扩散和准弹谈传输的图示。（b）声子 MFP 谱的典型图像，其表示了归一化的 kaccum 当作声子 MFP 的函数。
BB-FDTR的优点
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● 除了体样品外，厚度从几十纳米到几微米的薄膜也不错测量。
● 通过诈骗不同的激光光斑尺寸和调制频率，不错评估各式热特质，举例垂直平面热导率 Kz、平面内热导率 Kr、界面热导 G 和热容量 C。
● 非斗争式测量可在惯例环境条目下或通过真空室的窗口进行。
● 与 TDTR 比拟，BB-FDTR（连同 FDTR）幸免了长机械时分延伸的复杂性。此外，不需要腾贵的脉冲激光。
● 在 BB-FDTR（和 FDTR）测量中，不错幸免在 TDTR 测量之前与未知量密切有关且因此难以进行的频率选拔。
● 与 FDTR 比拟，在更宽的平均目田程（MFP）领域内不错测量热导率聚集函数 kaccum。
参考文件
[1] K. T. Regner、S. Majumdar 和 J. A. Malen，
“用于测量热导率聚集函数的宽带频域热反射仪器”
《科学仪器批驳》84(6)，064901（2013）。
[2] Y. K. Koh 和 D. G. Cahill，
“半导体合金热导率的频率依赖性”
《物理批驳 B》76(7)，075207（2007）。
[3] C. Dames、G. Chen，
“纳米结构热电材料的热导率”
《热电手册：从宏不雅到纳米》第 42 章，CRC 出书社加拿大pc28开奖预测，D. Rowe 剪辑，（2005）。