1.一種利用太赫茲時域光譜分析磷灰石裂變徑跡退火程度的方法,包括制作樣品的過程,以及將樣品放入太赫茲測試分析裝置進(jìn)行測試、分析的過程,其特征在于,
所述測試、分析的過程包括如下步驟:
(1)按照同一退火時間、不同退火溫度下的樣品作為一組,進(jìn)行分組退火實驗;
(2)在同組實驗中,先空測取得參考信號的時域光譜,再把樣品逐一放入裝置中進(jìn)行測試,獲得樣品的太赫茲時域光譜,然后再把參考光譜和樣品的太赫茲時域光譜通過傅里葉變換轉(zhuǎn)化為頻域光譜,根據(jù)比爾-朗伯定律,可由下式獲得樣品的吸收系數(shù)α:
D是樣品的厚度,I和I0分別是光的出射光強和入射光強,分別從樣品和參考信號的頻域光譜中獲得;
(3)進(jìn)一步把吸收系數(shù)轉(zhuǎn)換成吸收指數(shù):
α-正在測試的樣品的吸收系數(shù);αc-發(fā)生完全退火的樣品的吸收系數(shù);αu-未退火的樣品的吸收系數(shù);
(4)通過擬合建立同一退火時間下的吸收指數(shù)與退火溫度的關(guān)系;
(5)把步驟(1)中的所有實驗組按照步驟(2)-(4)的過程均建立吸收指數(shù)與退火溫度的關(guān)系;
(6)再從所有實驗結(jié)果中挑出相同退火溫度、不同退火時間的吸收指數(shù),建立新的組,通過擬合方法建立吸收指數(shù)與退火時間的關(guān)系;
(7)綜合步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果,就獲得了通過太赫茲光譜吸收指數(shù)反映的磷灰石裂變徑跡退火程度與退火溫度和退火時間的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,建立吸收指數(shù)與退火溫度關(guān)系的方法是:提取可以反映裂變徑跡退火程度隨退火溫度變化有效的太赫茲頻段,這個頻段是指不同樣品的吸收光譜曲線能夠完全分開,并且未完全退火的樣品的吸收系數(shù)隨退火溫度升高呈逐漸增大趨勢時所對應(yīng)的太赫茲頻段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,對于每個樣品,在其上設(shè)置等步長矩陣型的測試點,進(jìn)行多點測試,然后取所有測試點的吸收系數(shù)的平均值作為該樣品的吸收系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述制作樣品的過程,包括如下步驟:
1)將磷灰石顆粒進(jìn)行研磨篩選,用鋁膜包裹置于馬弗爐內(nèi)進(jìn)行等溫退火;
2)將加熱退火后的磷灰石粉末與聚乙烯粉末均勻混合,使用壓片機進(jìn)行壓片;
3)將片狀樣品進(jìn)行蝕刻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述步驟1)中,磷灰石粉末顆粒粒徑為75-100μm,放入預(yù)熱的銅盤后置于馬弗爐內(nèi)進(jìn)行等溫退火實驗。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述步驟2)中,磷灰石粉末與聚乙烯粉末按質(zhì)量比為1∶1-1∶6均勻混合,在20MPa的壓力下壓片2min。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述步驟3)中,樣品置于室溫下的5.5mol/L的硝酸內(nèi)蝕刻20s,然后置于干燥箱內(nèi)在40℃下干燥24h后取用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述太赫茲測試分析裝置,包括飛秒激光器、分束器、時延裝置、反射鏡、探測器、鎖定放大器、計算機、發(fā)射器、凸透鏡、砷化銦晶體、凹面反射鏡組、樣品倉、碲化鋅晶體、凸透鏡;
由飛秒激光器發(fā)出的光經(jīng)過分束器分成兩束,一束作為泵浦光,一束作為探測光,所述泵浦光經(jīng)反射鏡反射進(jìn)入發(fā)射器并通過凸透鏡和砷化銦晶體產(chǎn)生聚焦的太赫茲波,通過凹面反射鏡組進(jìn)入樣品倉,對樣品進(jìn)行太赫茲測試;所述探測光通過反射鏡進(jìn)入探測器,與攜帶樣品信息的太赫茲波匯聚于碲化鋅晶體之上,產(chǎn)生樣品的太赫茲信號,太赫茲信號經(jīng)鎖定放大器放大后進(jìn)入計算機,在計算機中將樣品的太赫茲信號轉(zhuǎn)化為太赫茲時域光譜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述進(jìn)行等步長的太赫茲時域光譜測試,入射飛秒激光中心波長800nm、脈沖寬度100fs、平均能量200mW。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述樣品倉是一個充滿高純度氮氣的腔室,濕度低于3%,測試溫度為室溫。