[发明专利]反射物质介质电参数的确定方法、系统及设备

说明书

本发明提供一种反射式物质介质电参数的确定方法、系统及设备，所述反射式物质介质电参数的确定方法包括：利用太赫兹时域光谱系统，获取参考反射数据信息及实际反射数据信息；其中，参考反射数据信息是以反射镜为反射面获取的反射数据信息；实际反射数据信息是以待测物体的表面为反射面获取的反射数据信息；根据预设的参数计算方式，计算待测物体的反射物质介质电参数。本发明可以在无法先验地获取被测样品的折射率信息的前提下(通常这是实际工程应用中不可避免的)，获得待测样品的实际厚度而非光程厚度信息。同时，可以快速测算不同入射偏振条件下的反射系数，快速校正实际应用时的反射参数，使得获取的反射式物质介质电参数更准确可靠。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种确定方法和系统，特别是涉及一种反射物质介质电参数的确定方法、系统及设备。

背景技术

太赫兹时域光谱信号是太赫兹频段“空隙”的一大重要应用。由于其宽谱性和对非极性和非金属物质的穿透性，被广泛用来进行物质分析和无损检测。由于太赫兹辐射无法传透金属和极性介质，因此在大量的工程应用中需要使用太赫兹时域光谱系统的反射式测量方式。目前，较常用的方法是基于太赫兹时域反射信号的各个反射峰，对应于对非极性介质内部不同介电层之间的界面反射的原理，通过分析反射信号各个反射峰的时域位置，描述出样品的内部不同介电性质层次。并可进一步地利用逐点扫描方式形成断层成像，是目前太赫兹时域光谱系统在工业领域的重要应用，已被用于车漆厚度、纤维材料、药物包衣、工业涂装等一系列领域的表面或内部无损检测。

然而，由于反射式时域信号的参考基准面和实际样品的反射面存在位置会偏差，且在实际操作时，不可能得到实际测试物与参考反射面的位置差；同时，由于反射式时域信号的延迟量对应的是厚度的光程信息，对于某些需要测算厚度而不是内部断层成像的应用场合，必需先验得知介质的折射率后，方可根据光路传播模型计算出其实际厚度信息，对于表面不平整的情况，由于入射角的偏差，会导致测算的厚度信息产生大量误差。通常，通过将入射角调整至90°垂直入射时，可以较大程度地减少相关变量，然而，完全的90°的入射角不仅原理上需要通过一个分光片将入射与反射分开，会降低信号的利用率，而且在实际工程中，额外的光路器件会进一步增加反射信号光路模型和实际情况的误差，因而并不可靠。

因此，如何提供一种反射物质介质电参数的确定方法、系统及设备，以解决现有技术无法精准确定样本的折射率信息，且当前反射式太赫兹时域光谱系统存在应用局限性等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种反射物质介质电参数的确定方法、系统及设备，用于解决现有技术无法精准确定样本的折射率信息，且当前反射式太赫兹时域光谱系统存在应用局限性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种反射式物质介质电参数的确定方法，应用于待测物体；所述反射式物质介质电参数的确定方法包括：利用太赫兹时域光谱系统，获取参考反射数据信息及实际反射数据信息；其中，所述参考反射数据信息是以反射镜为反射面获取的反射数据信息；所述实际反射数据信息是以待测物体的表面为反射面获取的反射数据信息；根据预设的参数计算方式，计算所述待测物体的反射物质介质电参数。

于本发明的一实施例中，所述反射物质介质电参数的确定方法还包括：在获取所述反射物质介质电参数后，结合所述待测物体的反射时域信号上下表面的反射峰延时量及光速常量，计算所述待测物体的实际厚度。

于本发明的一实施例中，所述太赫兹时域光谱系统包括辐射光电导天线及接收光电导天线。

于本发明的一实施例中，所述参考反射数据信息包括：反射时域信号于S偏振的参考辐射电场强度及于P偏振的参考辐射电场强度；所述利用太赫兹时域光谱系统，获取参考反射数据信息的步骤包括需以反射镜为反射面，测量反射时域信号于S偏振方向的时域脉冲峰峰值和于P偏振方向的时域脉冲峰峰值，以计算反射时域信号于S偏振方向的参考辐射电场强度和于P偏振方向的参考辐射电场强度。