一种样品形变信息的确定方法、装置、电子设备及介质

本申请涉及光热检测，具体而言，涉及一种样品形变信息的确定方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、近几十年来，超快激光已经被广泛应用于材料的物性研究中，例如，基于超快激光的泵浦-探测技术，可以实现对载能粒子动力学超快物理过程的表征。在反射式泵浦-探测技术中，一束超快激光作为泵浦光用于激发样品，另一束具有时间延迟的超快激光作为探测光用于探测待测样品。该技术通过收集不同时间延迟下探测光的反射率，再结合物理理论模型，可以间接分析样品中载流子和声子的动力学过程。

2、现有技术中通过测量待测样品反射率、透射率或散射率的变化来获取待测样品在泵浦之后的动力学信息，但仅通过反射率、透射率或散射率的变化无法精准地判断待测样品的材料性能。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种样品形变信息的确定方法、装置、电子设备及介质，用以解决了现有技术存在的上述问题，可获取待测样品的形变信息，从而精准地判断待测样品的材料性能。

2、第一方面，提供了一种样品形变信息的确定方法，该方法可以包括：

3、在待测样品的样品表面被泵浦光激发且探测光探测被激发后的样品表面的任一点位后，获取探测装置确定的信号光和参考光转化为电信号后之间的差值信号；其中，所述参考光为探测光经待测样品反射后的反射光经分束后形成的光束；所述信号光为所述反射光经分束后进入所述探测装置中spr元件的光束；

4、采用预设算法，对所述差值信号进行处理，确定spr元件的反射率改变量；其中，所述spr元件的反射率改变量是待测样品被泵浦光激发，待测样品的样品表面发生形变后spr元件的反射率的改变量；

5、基于配置的spr元件的反射率与探测光在待测样品上反射角的对应关系，确定所述spr元件的反射率改变量对应的反射角变化量；其中，所述反射角变化量为探测光在待测样品的样品表面反射角的变化量；

6、根据所述反射角变化量，确定所述待测样品的样品表面上相应点位的形变信息。

7、在一种可能的实现中，所述探测装置包括：依次设置的激光器、第一分束镜、斩波器、第一反射镜、电动旋转位移台、第一聚焦透镜和样品台；其中，所述电动旋转位移台上设置有d型反射镜；

8、所述探测装置中的所述第一分束镜与所述第一聚焦透镜间依次设置延迟台、第二反射镜和分束片；所述分束片后方依次设置第二分束镜和中性密度衰减片，所述第二分束镜的侧方依次设置第二聚焦透镜和spr元件；所述中性密度衰减片和所述spr元件的下方设置平衡光电探测器；示波器和锁相放大器分别与所述平衡光电探测器相连；其中，所述延迟台上设置有第三反射镜和第四反射镜；所述平衡光电探测器的输出通道包括第一通道、第二通道和第三通道。

9、在一种可能的实现中，所述激光器输出的激光进入所述第一分束镜后分为泵浦光和探测光。

10、在一种可能的实现中，所述方法还包括：获取待测样品未被泵浦光激发时的反射率和探测光的初始强度；

11、采用预设算法，对所述差值信号进行处理，确定spr元件的反射率改变量，包括：

12、采用预设算法，对所述差值信号、待测样品未被泵浦光激发时的反射率和探测光的初始强度进行处理，确定所述spr元件的反射率改变量。

13、在一种可能的实现中，所述预设算法为：

14、f＝i0*r*db(τ,ω)

15、其中，f为差值信号；r为待测样品未被泵浦光激发时的反射率；i0为探测光的初始强度；db(τ,ω)为spr元件的反射率改变量。

16、在一种可能的实现中，根据所述反射角变化量，确定所述待测样品的样品表面上相应点位的形变信息，包括：

17、采用形变算法，对所述反射角变化量进行处理，确定所述待测样品的样品表面上相应点位的表面位移；

18、所述形变算法为：

19、

20、其中，δh为在x轴上相应点位的表面位移；x为相应点位在x轴上的坐标，△θ为反射角变化量。

21、第二方面，提供了一种样品形变信息的确定装置，该装置可以包括：

22、获取单元，用于在待测样品的样品表面被泵浦光激发且探测光探测被激发后的样品表面的任一点位后，获取探测装置确定的信号光和参考光转化为电信号后之间的差值信号；其中，所述参考光为探测光经待测样品反射后的反射光经分束后形成的光束；所述信号光为所述反射光经分束后进入所述探测装置中spr元件的光束；

23、处理单元，用于采用预设算法，对所述差值信号进行处理，确定spr元件的反射率改变量；其中，所述spr元件的反射率改变量是待测样品被泵浦光激发，待测样品的样品表面发生形变后spr元件的反射率的改变量；

24、以及，基于配置的spr元件的反射率与探测光在待测样品上反射角的对应关系，确定所述spr元件的反射率改变量对应的反射角变化量；其中，所述反射角变化量为探测光在待测样品的样品表面反射角的变化量；

25、以及，根据所述反射角变化量，确定所述待测样品的样品表面上相应点位的形变信息。

26、第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

27、存储器，用于存放计算机程序；

28、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

29、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

30、本申请提供一种样品形变信息的确定方法，该方法包括：在待测样品的样品表面被泵浦光激发且探测光探测被激发后的样品表面的任一点位后，获取探测装置确定的信号光和参考光转化为电信号后之间的差值信号；采用预设算法，对差值信号进行处理，确定spr元件的反射率改变量；基于配置的spr元件的反射率与探测光在待测样品上反射角的对应关系，确定spr元件的反射率改变量对应的反射角变化量；根据反射角变化量，确定待测样品的样品表面上相应点位的形变信息。该方法能够利用具有表面等离激元共振效应的spr元件(光学元件)，可以实现待测样品的反射率测量与表面形变信息的直接转化，该过程操作步骤少，空间精度高，能够在保证形变信息测量精度的同时提高形变信息的测量效率。

技术特征：

1.一种样品形变信息的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述探测装置包括：依次设置的激光器、第一分束镜、斩波器、第一反射镜、电动旋转位移台、第一聚焦透镜和样品台；其中，所述电动旋转位移台上设置有d型反射镜；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光器输出的激光进入所述第一分束镜后分为泵浦光和探测光。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取待测样品未被泵浦光激发时的反射率和探测光的初始强度；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设算法为：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述反射角变化量，确定所述待测样品的样品表面上相应点位的形变信息，包括：

7.一种样品形变信息的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。

技术总结
本申请提供一种样品形变信息的确定方法、装置、电子设备及介质，涉及光热检测技术领域，该方法包括：在待测样品的样品表面被泵浦光激发且探测光探测被激发后的样品表面的任一点位后，获取探测装置确定的信号光和参考光转化为电信号后之间的差值信号；采用预设算法，对差值信号进行处理，确定SPR元件(表面等离激元共振光学元件)的反射率改变量；基于配置的SPR元件的反射率与探测光在待测样品上反射角的对应关系，确定SPR元件的反射率改变量对应的反射角变化量；根据反射角变化量，确定待测样品的样品表面上相应点位的形变信息。该方法利用SPR元件，实现待测样品的反射率测量与表面形变信息的直接转化，能够保证形变信息测量精度。

技术研发人员：蔡宇航,佘文婧,封晟昀,郭亮
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5