一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法
【专利摘要】本发明属于光电子学与材料学应用【技术领域】，具体涉及一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法，包括以下步骤：步骤一，太赫兹波垂直入射到放置于空气中厚度为l的平板样品中，根据Fabry-Perot腔模型获得样品信号和参考信号太赫兹频谱的理论比值A(ω)；步骤二，利用模拟退火优化算法获得样品信号和参考信号太赫兹频谱理论比值A(ω)和实验比值Ameas(ω)之间的全局最小值，获得最小值处对应的实折射率n(ω))和消光系数κ(ω)。该方法采用精确公式结合模拟退火优化算法提取材料光学常数，可以取消弱吸收近似和材料边界约束条件，适用于不同厚度的材料，采用该方法提取的材料光学常数精确度较高。
【专利说明】一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光电子学与材料学应用【技术领域】，具体涉及一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法。
【背景技术】
[0002]目前，各种光谱技术已经广泛的应用于物质分析，采用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法已经成为一种专业领域内的常用方法。现有的太赫兹时域光谱系统的光路如图1所示，该系统用于测量样品透射信号和参考信号的太赫兹光谱。常用提取材料光学常数的步骤如下: [0003]1.通过实验测得样品信号和参考信号的太赫兹频谱，将两者相比表示为:
[0004]Ameas ( ω ) =Esam ( ω ) /Eref ( ω ) =Tmeas ( ω ) exp [_ j Δ φ meas ( ω ) ](1) [0005]式中Ε_(ω)和ΕΜ?(ω)为频域中的复电场，分别表示样品信号和参考信号。Tmeas ( ω )为透过样品的太赫兹电场，Δ Φ meas ( ω )为相位变化。
[0006]2.根据实验测得的^。)和Λ Φ_(ω)，可确定实折射率η(ω)、消光系数κ (ω)和吸收系数α (ω)分别为:
[0007]= 1 + (2)
【权利要求】
1.一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤一，太赫兹波垂直入射到放置于空气中厚度为1的平板样品中，根据Fabry-Perot腔模型获得样品信号和参考信号太赫兹频谱的理论比值Α(ω);具体为:
2.根据权利要求1所述的一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法，其特征在于:还包括步骤三，利用Nelder-Mead单纯形算法求一元函数的局部最小值，获得实折射率η(ω)和消光系数κ (ω)对样品厚度变化的最小值，确定样品厚度1，并修正实折射率η(ω)和消光系数κ (ω);具体为:(31)将样品从厚度范围lmin到1max分为I等份，i表示的厚度为
3.根据权利要求2所述的一种利用太赫兹光谱信号提取材料光学常数的方法，其特征在于:所述步骤(224)求出准确的全局最小值采用的方法为最速下降法、牛顿迭代法或Nelder-Mead单纯形算法中的任意一种。
【文档编号】G01N21/3586GK103645154SQ201310616509
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】凌东雄, 王红成, 黄晓园 申请人:东莞理工学院