表面下微尺度热结构测量方法研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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表面下微尺度热结构测量方法研究

项目名称：表面下微尺度热结构测量方法研究
项目类别：面上项目
批准号：50376066
申请代码：E060602
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：唐大伟
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院工程热物理研究所
批准年度：2003

中文摘要：

本研究在实验上采用固体YAG激光(脉冲)及半导体激光（周期）为加热源，采用He-Ne激光为探测光，采用光学显微镜聚光，实现数微米的光斑聚焦；应用光反射法测量瞬态温度响应。使用微米尺度X-Y-Z压电扫描仪，实现一维及二维扫描。在理论上通过对于复合材质试样瞬态热传导问题进行数值解析，确定结构测量原理。同时开发针对此问题的逆解析算法，并根据测量结果进行导热性能分布的计算。实验测量与理论分析相结合，提出微

中文主题词：瞬态加热/探测技术;微尺度;热物性分布;表面下

英文摘要：

transient heating/probing tech

英文主题词： transient heating/probing tech

结论摘要：

本研究在实验上采用周期发振半导体激光为加热源；采用连续半导体激光为探测光，采用光学显微镜聚光，实现数微米的光斑聚焦，应用温度的光反射探测技术得到相应于表面温度响应的周期反射信号，此系统包括硅光电二极管，光电转换前置放大电路，锁向放大器等。使用微米尺度X-Y-Z压电扫描仪，实现一维及二维扫描。在理论上通过对于两元复合材质试样瞬态热传导问题进行解析，得到加热信号与反射信号的位相差及振幅比与结构的关系，确定结构测量原理；同时开发针对此问题的逆解析算法，并根据测量结果进行瞬态导热性能分布（热浸透率，热扩散率）的计算。实验测量与理论分析相结合，提出微尺度表面下结构及瞬态导热性能分布的测量原理及实验方法，建立一套5-10微米分辨率的实验室用测试系统。实现微米量级尺度二元简单结构复合试样的结构与导热性能分布的测量。从学术的角度这是微尺度传热学及其测量技术研究的新领域。从产业的角度为微电子及材料领域提供先进的检测手段。

成果综合统计