Device and method for obtaining a tensor of thermal conductivity in isotropic and anisotropic materials

Abstract

[EN] Disclosed are a device and method for obtaining a tensor of thermal conductivity in isotropic and anisotropic materials, comprising: a first pump laser and a second probe laser with a shorter wavelength; a transducer, and a set of beam splitters arranged so as to bundle the laser beams along a common optical axis; a diffractive optical element (DOE), designed to convert, by means of diffraction, a beam with Gaussian distribution into a linear beam with uniform intensity distribution along the longitudinal axis and Gaussian distribution along the transverse axis; a balanced sensor, designed to receive the reflection from the beams and a sample from the probe laser beam, calculating the difference between the two; and a lock-in type amplifier, which receives a frequency-modulated signal that reflects the thermal oscillations of the sample surface and is used to obtain the thermal conductivity tensor.

[ES] Equipo y método para la obtención de un tensor de conductividad térmica en materiales isótropos y anisótropos que comprende un primer láser de bombeo, un segundo láser sonda, con una longitud de onda menor; un transductor, un conjunto de divisores de haz dispuestos para unir los haces de los láseres en un eje óptico común; un elemento de difracción óptica (DOE), configurado para convertir mediante difracción un haz con distribución Gaussiana en un haz con forma de línea con distribución de intensidad uniforme en el eje longitudinal y distribución Gaussiana en el eje transversal; un detector balanceado, configurado para recibir la reflexión de los haces y una muestra del haz de laser sonda, calculando la diferencia entre ambos, un amplificador tipo "lock-in", que recibe una señal modulada en frecuencia que refleja las oscilaciones térmicas de la superficie de la muestra y se usa para obtener el tensor de conductividad térmica.

[FR] La présente invention concerne un matériel et une méthode pour l'obtention d'un tenseur de conductivité thermique dans des matériaux isotropes et anisotropes qui comprend un premier laser de pompage, un second laser sonde, ayant une longueur d'onde inférieure; un transducteur, un ensemble de diviseurs de faisceau disposés pour combiner les faisceaux des lasers sur un axe optique commun; un élément de diffraction optique (DOE), configuré pour convertir par diffraction un faisceau ayant une distribution Gaussienne en un faisceau de forme linéaire ayant une distribution d'intensité uniforme sur l'axe longitudinal et une distribution Gaussienne sur l'axe transversal; un détecteur équilibré, configuré pour recevoir la réflexion des faisceaux et un échantillon du faisceau de laser sonde, un amplificateur de type "lock-in" calculant la différence entre les deux, lequel amplificateur reçoit un signal modulé en fréquence qui reflète les oscillations thermiques de la surface de l'échantillon et qui est utilisé pour obtenir le tenseur de conductivité thermique.