1.一種利用太赫茲時(shí)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(guò)程,以及將樣品放入太赫茲測(cè)試分析裝置進(jìn)行測(cè)試、分析的過(guò)程,其特征在于,
所述測(cè)試、分析的過(guò)程包括如下步驟:
(1)按照同一退火時(shí)間、不同退火溫度下的樣品作為一組,進(jìn)行分組退火實(shí)驗(yàn);
(2)在同組實(shí)驗(yàn)中,先空測(cè)取得參考信號(hào)的時(shí)域光譜,再把樣品逐一放入裝置中進(jìn)行測(cè)試,獲得樣品的太赫茲時(shí)域光譜,然后再把參考光譜和樣品的太赫茲時(shí)域光譜通過(guò)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(qiáng)和入射光強(qiáng),分別從樣品和參考信號(hào)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(cè)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(guò)擬合建立同一退火時(shí)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(shí)驗(yàn)組按照步驟(2)-(4)的過(guò)程均建立吸收指數(shù)與退火溫度的關(guān)系;
(6)再?gòu)乃袑?shí)驗(yàn)結(jié)果中挑出相同退火溫度、不同退火時(shí)間的吸收指數(shù),建立新的組,通過(guò)擬合方法建立吸收指數(shù)與退火時(shí)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(guò)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(shí)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(gè)頻段是指不同樣品的吸收光譜曲線能夠完全分開(kāi),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(shì)時(shí)所對(duì)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(duì)于每個(gè)樣品,在其上設(shè)置等步長(zhǎng)矩陣型的測(cè)試點(diǎn),進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)試,然后取所有測(cè)試點(diǎn)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(guò)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(jī)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(pán)后置于馬弗爐內(nèi)進(jìn)行等溫退火實(shí)驗(yàn)。
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(cè)試分析裝置,包括飛秒激光器、分束器、時(shí)延裝置、反射鏡、探測(cè)器、鎖定放大器、計(jì)算機(jī)、發(fā)射器、凸透鏡、砷化銦晶體、凹面反射鏡組、樣品倉(cāng)、碲化鋅晶體、凸透鏡;
由飛秒激光器發(fā)出的光經(jīng)過(guò)分束器分成兩束,一束作為泵浦光,一束作為探測(cè)光,所述泵浦光經(jīng)反射鏡反射進(jìn)入發(fā)射器并通過(guò)凸透鏡和砷化銦晶體產(chǎn)生聚焦的太赫茲波,通過(guò)凹面反射鏡組進(jìn)入樣品倉(cāng),對(duì)樣品進(jìn)行太赫茲測(cè)試;所述探測(cè)光通過(guò)反射鏡進(jìn)入探測(cè)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(hào),太赫茲信號(hào)經(jīng)鎖定放大器放大后進(jìn)入計(jì)算機(jī),在計(jì)算機(jī)中將樣品的太赫茲信號(hào)轉(zhuǎn)化為太赫茲時(shí)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(zhǎng)的太赫茲時(shí)域光譜測(cè)試,入射飛秒激光中心波長(zhǎng)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(cāng)是一個(gè)充滿高純度氮?dú)獾那皇?,濕度低?%,測(cè)試溫度為室溫。