[发明专利]适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量装置及方法

权利要求书

1.一种适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量装置，其特征在于，包括：参考板、透射测量模块、反射测量模块和计算模块；

所述透射测量模块用于对所述参考板进行太赫兹波透射测量；所述反射测量模块用于分别获取所述参考板和待测材料板在同一设定入射角度下反射的太赫兹波能量；所述计算模块用于根据所述透射测量模块的测量结果获得所述参考板的折射率和消光系数并计算所述参考板在设定入射角度下反射的反射率，结合所述参考板和所述待测材料板反射的太赫兹波能量，计算所述待测材料板的反射率和相移，解算待测材料板的介电参数。

2.根据权利要求1所述的适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量装置，其特征在于：所述反射测量模块包括气室、基板、弓型轨道、太赫兹发射模块、太赫兹接收模块和样品支架；

所述基板设于所述气室内，所述弓型轨道设于所述基板，所述样品支架设于所述弓型轨道的圆心处，用于放置被测样品；所述太赫兹发射模块和所述太赫兹接收模块分别通过一个直轨设于所述弓型轨道，两个所述直轨均一端固定于所述弓型轨道的圆心处，一端设于所述弓型轨道并能够沿所述弓型轨道移动，用于带动所述太赫兹发射模块和所述太赫兹接收模块围绕所述样品支架做圆周运动。

3.根据权利要求2所述的适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量装置，其特征在于：所述基板竖直设于所述气室一侧壁的内侧，所述太赫兹发射模块和所述太赫兹接收模块位于所述样品支架下方。

4.根据权利要求1所述的适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量装置，其特征在于：所述参考板为硅片或聚四氟乙烯片。

5.一种适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对参考板进行太赫兹波透射测量，获得参考板的折射率和消光系数，计算参考板在设定入射角度下反射的反射率；

S2、分别测量参考板和待测材料板在同一设定入射角度下反射的太赫兹波能量；

S3、根据参考板的反射率和反射的太赫兹波能量以及待测材料板反射的太赫兹波能量，计算待测材料板在测量频段的反射率；

S4、根据待测材料板在测量频段的反射率外推测量频段外的反射率，进而计算待测材料板的相移，解算待测材料板的复介电参数。

6.根据权利要求5所述的适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量方法，其特征在于：

所述步骤S1中计算参考板在设定入射角度下反射的反射率时，根据菲涅耳公式，若入射太赫兹波为p偏振，则参考板的反射系数r_01p为：

若入射太赫兹波为s偏振，则参考板的反射系数r_01s为：

其中，r_01p和r_01s分别表示太赫兹波由空气入射参考板时的p和s两种偏振状态下的反射系数，为入射角度，为折射角度；为空气复折射率，为参考板复折射率，ω为频率，n₁(ω)为参考板的折射率，k₁(ω)为参考板的消光系数；

则参考板的反射率为：

或

7.根据权利要求6所述的适用于太赫兹频段高反射材料介电参数测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

根据参考板的反射率R_参考板和反射的太赫兹波能量P_参考板，得到太赫兹波照射能量P_照射：

根据太赫兹波照射能量P_照射和待测材料板反射的太赫兹波能量P_材料板，得到待测材料板在测量频段的反射率R：