Johdanto
Nopean tiedonkeruun ja kyvykkään ohjelmiston lisäksi tarvitaan myös salamajärjestelmä, jossa on tehokas energialähde, jotta optimaalinen energiansyöttö saavutetaan lyhyessä ajassa. Mitä pienempi pulssin leveys on, sitä nopeammin lämpötila voi nousta. Tämä tarkoittaa, että myös näytteen vähimmäispaksuus riippuu pienimmästä mahdollisesta pulssinleveydestä. Vain salamajärjestelmillä, joissa on suuri herkkyys ja riittävä pulssin energia pienimmällä pulssinleveydellä, voidaan mitata ohuita ja nopeita näytteitä suurella tarkkuudella.
Testiolosuhteet
Kuvassa 2 esitetään mittaustulokset ohuella kuparinäytteellä, jonka paksuus on vain 235 μm. Mittauksessa käytettiin LFA 467 HyperFlash® (kuva 1), jossa on CC300-jäähdytysjärjestelmä ja erittäin herkkä MCT-detektori. MCT-ilmaisin takaa parhaan signaali-kohinasuhteen matalissa lämpötiloissa, ja sen etuna on kosketukseton mittaus (mittausvirhe ei johdu anturin ja näytteen välisestä lämpökosketusvastuksesta). small aikavakio ja MCT-ilmaisimen erinomaiset vasteominaisuudet verrattuna esimerkiksi puolijohdeilmaisimeen mahdollistavat alle 1 ms:n diffuusioaikojen havaitsemisen suurella tarkkuudella. Tämä edellyttää myös pienimpiä pulssin pituuksia, jotka voidaan lyhentää 10 μs:iin, ja suurta 2 MHz:n tiedonkeruunopeutta (kaksi erillistä 2 MHz:n kanavaa IR-ilmaisimelle ja pulssidiodille).
Järjestelmäelektroniikan suuren herkkyyden ansiosta on mahdollista saada luotettava ilmaisinsignaali myös 10 μs:n vähimmäispulssinleveydellä. Tämä käy ilmi kuvasta 3. Aikaisemmin kaupalliset salamajärjestelmät toimivat 150 μs:n ja 1200 μs:n ja sitä pidempien pulssien pituuksilla. Kuvassa 3 esitettyä 100 μs:n puoliintumisaikaa ei toistaiseksi pystytty havaitsemaan. Ilmaisinkäyrä (sininen) ja vastaava mallin sovitus (punainen käyrä) ovat hyvässä sopusoinnussa. Lämpödiffuusiokyvyn laskennassa käytettiin patentoitua äärellisen pulssin korjausta ja parannettua 2-D laskentamallia Cape-Lehmanin pohjalta. Kuvasta 2 voidaan selvästi nähdä, että suurin poikkeama kirjallisuusarvoista on alle 3 %.
Päätelmä
Erityistä huomiota on kiinnitettävä erittäin lyhyeen 1 ms:n kestoon, joka ei ollut aiemmin mahdollista kaupallisilla salamajärjestelmillä. Signaalin nousu ~200 μs:n kuluessa (lämmön diffuusioaika) voidaan nyt havaita erittäin lyhyen 10 μs:n pulssinleveyden ja korkean 2 MHz:n tiedonkeruunopeuden ansiosta.