[发明专利]一种基于频谱的太赫兹材料复折射率测量方法

权利要求书

1.一种基于频谱的太赫兹材料复折射率测量方法，其特征在于，包括，

利用频谱测量仪进行样品测量，基于测量数据得到离散频谱上的频率透射率T(f)和时域反射特性t(τ)；将所述频率透射率T(f)表示为法布里-珀罗干涉形式，并基于所述时域反射特性t(τ)取得τ₀；定义高斯函数g(τ,τ₀)及对应的频谱G(f,τ₀)；

基于所述高斯函数g(τ,τ₀)对所述频率透射率T(f)进行处理获得更新后的频谱透射率T′(f,τ₀)；基于所述处理后的频谱透射率得到局部极大值或极小值组数m和复折射率实部n，并计算初始相位φ；

根据吸收与透明介质折射率之间的Kramers-Kronig关系计算所述复折射率的虚部k，得到所述样品的复折射率和吸光度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述利用频谱测量仪进行样品测量，基于测量数据得到离散频谱上的频率透射率T(f)和时域反射特性t(τ)包括：

所述测量数据包括：参考信号的频谱R(f)和经过样品后信号的频谱S(f)，根据：

S(f)＝T(f)R(f)

计算得到离散频谱上的透射率T(f)，并经傅立叶逆变换获得时域的反射特性t(τ)，其中f为频率，τ为时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述将所述频率透射率T(f)表示为法布里-珀罗干涉形式，并基于所述时域反射特性t(τ)取得τ₀包括：

定义被测材料的复折射率为厚度为d，则其带有FP干涉特性的透射率T(f)可表示为：

其中，α＝4kπ/λ，R为材料内表面反射率，α为吸收系数，λ为当前波长，c为光速，θ为相位，φ为初始相位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基于所述高斯函数g(τ,τ₀)对所述频率透射率T(f)进行处理得到处理后的频谱透射率T′(f,τ₀)；包括：

使用所述高斯函数g(τ,τ₀)对反射特性t(τ)进行加窗处理：

t′(τ,τ₀)＝g(τ,τ₀)t(τ)

其频谱透射率表示为：

处理后的频谱透射率T′(f,τ₀)剔除了数据噪声，使频谱幅度更易观察。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基于所述处理后的频谱透射率得到所述局部极大值或极小值组数m和复折射率实部n包括：

将所述处理后的频谱透射率T′(f,τ₀)的局部极大值和局部极小值分别标注为T′_max,1、……T′_max,m和T′_min,1、……T′_min,m，对应的频率分别为f_max,1、……、f_max,m和f_min,1、……、f_min,m，基于所述组数m进行复折射率实部n的计算：

其中m为T′(f)的极大值或极小值个数，基于m可得频率f_max和f_min的复折射率实部n。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

还包括：计算初始相位φ：

其中f_max,1为m取1时对应的频率值，d为所述样品的厚度，c为光速，n为f_max,1的复折射率实部n。