当我们使用两种基板,我们可以测量εsub1和εsub2,rsub1和rsub2,方程(2.20)和方程(2.21)组合可以提供样品的发射率,
使用基尔霍夫定律( ),用方程(2.20)减去方程(2.21)可以得到Ts。通过插入获得的Ts到方程(2.20)和方程(2.21)的总和,可以得出样品的发射率
在方程(2.22)中的参数
在方程(2.23)中的所有参数可以从方程(2.17)中求得。因此,我们可以从二次方程式(2.22)中得到样品的发射率。应当指出的是,通过采用基尔霍夫定律(即 ),这个推导可以同时提供样品的透射率和反射率。
3 实验
3.1 实验仪器及系统
(1)本实验采用的VERTEX-80V型傅立叶光谱仪。
1) 简介:
A-电源 B-状态指示板 C-电子室 D-干涉仪室 E-检测器室 F-样品室G-氦氖激光器 H-真空泵接口 I-分光镜存放位置 J-分光镜使用位置 K-光束方向控制室
图3.1 VERTEX-80V型傅立叶光谱仪示意图
如图3.1 和图3.2,VERTEX-80V型傅立叶光谱仪采用布鲁克专利的真正的动态准直的UltraScan干涉仪,结合高精确、真正无摩擦的空气轴承和高精度的光学系统,全新的VERTEX-80系列光谱仪具有最高的精度、最佳的稳定性和最高的灵敏度。VERTEX-80V采用真空光学平台,完全消除对空气、水分的对于测试的影响,尤其适合高分辨、快速扫描、步进扫描、紫外波段高阶应用。VERTEX-80系列卓越的光学设计使得系统既有最佳的灵活性又有最好的性能。布鲁克公司专利的DigiTect的数字技术能有效避免了外部的信号干扰,保证了仪器最高信噪比。外接水冷Hg-arc光源,在远红外区域能量输出高,即使用室温DTGS检测器,也能得到高质量的谱图结果。预准直光学组件、动态准直UltraScan干涉仪,使得光谱范围扩展十分简便,无需任何调整。VERTEX 80系列标准配置的切趾分辨率是优于0.2cm-1。对于高分辨率的应用实验,如低温测量、半导体材料结晶或低压气体测量,系统可选配优于0.07 cm-1的高分辨率,这也是台式红外光谱仪可以达到的最高分辨率。VERTEX-80系列可全波段实现高分辨率,如可见光范围,系统的分辨能力优于300000:1(波数/分辨率)。VERTEX 80系列特别的光学设计使得系统功能扩展灵活。尤其是真空系统, 完全消除了空气中的水蒸气和二氧化碳的影响,特别适合远红外、纳米单层膜的测量。
2) 技术参数:
光谱范围:7500—370cm-1,可扩展54000-4.5cm-1;
灵敏度:40000:1(1min),10000:1(5sec);
扩展口:6个,既可以做吸收光谱,也可以做发射光谱;
快速扫描:8ms;
分辨率:0.07cm-1。
(2)参考黑体炉
本实验使用的参考黑体炉如图3.3所示。
技术参数:
温度范围:50—1050℃;
发射量:17.36W/cm2;
波长范围:0.5—99μm;
发射率:>0.99;
发射极尺寸:25.4mm(1英寸);
温度分辨率:0.1℃;
校准精度:±0.2℃(相比美国NIST标准);
稳定性:短期±0.1℃;长期±0.2℃;
响应时间:100—1000<45min;
温度传感器:嵌入式0.01%匹配方式S;
冷却方式:风冷;
控制方式:多频率自动整定型PID控制器;
外观尺寸:298mm×289mm×200mm;
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