[发明专利]一种基于太赫兹反射光谱提取固体薄片复折射率的方法

说明书

本申请公开了一种基于太赫兹反射光谱提取固体薄片复折射率的方法，制备同一种材料的薄厚不同的两个固体薄片样品，其中薄样品为被测样品，厚样品作为时域信号基线校正时的辅助样品，测量二者的太赫兹时域反射信号；用被测样品和辅助样品的太赫兹时域反射信号之差作为基线，将被测样品的第一、二个峰分别作为基线校正后的参考信号和样品信号；对基线校正后的样品信号和参考信号分别进行复合数字滤波，以去除系统回波和随机噪声；根据滤波后的样品信号和参考信号，用自参考方法提取被测样品的复折射率。

技术领域

本申请涉及光子学技术与电子学技术领域，尤其涉及一种基于太赫兹反射光谱提取固体薄片复折射率的方法。

背景技术

太赫兹波通常指的是频率在0.1THz～10THz(1THz＝1012Hz)，波长在3mm～30μm范围内的电磁辐射。太赫兹波在电磁波谱上位于毫米波和红外线之间，属于远红外波段，太赫兹频段在电磁波谱中的位置如图1所示，是光子学技术与电子学技术、宏观与微观的过渡区域。太赫兹辐射具有非常重要的科学价值，目前已成为世界性的研究热点，是2l世纪科学研究最前沿的领域之一。太赫兹频段所具有的独特性质决定了它具有广阔的应用前景。

利用一些光谱技术可以对药物进行检测，目前已采用拉曼散射光谱、红外光谱对药物进行了一些研究。相比于这些技术，太赫兹时域光谱技术具有独特的优势，例如，它对化合物晶型有很高的灵敏度，能够反映整个分子的低频振动和分子间的弱相互作用，能量低不会造成药物发生化学变化等。因此，利用太赫兹光谱在化学药品的生产、储存和流通环节进行质量的检查等，成为太赫兹辐射最具前景的应用之一。

化学药品通常以固体薄片、颗粒和液态形式存在。通过对化学药品薄片的太赫兹时域信号进行快速傅立叶变换，可以同时获得它的太赫兹信号的振幅和相位信息，从而提取到物质在太赫兹频段的复折射率，即获得药品的“指纹谱”，从而达到分析和鉴别药品的目的。

现有技术中，通常采用全反射镜参考方法提取固体薄片的复折射率。图2(a)所示为太赫兹脉冲垂直入射到固体薄片样品上时光线的传播情况，图中表示被测固体薄片放置在干燥空气中。若忽略空气对太赫兹辐射的吸收，则空气的折射率为实数，且近似为1；设薄片的复折射率为其中ns为样品的折射率，ks为消光系数。

现有的全反射镜参考方法的处理流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤301：基于反射式太赫兹时域光谱系统，测量全反射镜的时域信号并将其作为参考信号对其做傅里叶变换得到参考信号的频谱