APP下载

倾斜角对片状样品太赫兹光谱的影响

2021-03-10秦凡凯孟昭晖杨义勤詹洪磊苗昕扬

物理实验 2021年2期

杨 颀,秦凡凯,孟昭晖,杨义勤,陈 儒,李 超,詹洪磊,苗昕扬,赵 昆

(中国石油大学(北京) a.新能源与材料学院;b.中国石油和化工联合会油气太赫兹波谱与光电检测重点实验室,北京 102249)

太赫兹波通常指频率在0.1~10 THz之间的电磁波,其波段介于微波和红外之间,具有瞬态性、相干性、低能性等特点,在诸多领域已有广泛的应用. 在太赫兹光谱测试时,通常将块状、颗粒状、粉末状的样品制为片状,如岩石切片、农业种子压片、生物样品制片等[1-4]. 在实际制样中会在样品前后表面引入微小的倾斜角度,以致样品的实际形状为楔形,倾斜角对太赫兹波的传播和材料参量的计算产生影响. 由于太赫兹波在楔形样品表面和内部传播过程中的反射、折射及通过样品时光程的变化容易被忽略,因此探究楔形样本对太赫兹波传播过程的影响至关重要.

基于菲涅耳公式,建立了透射式太赫兹时域光谱的传递函数模型,并利用该模型提取出材料的光学参量,该方法广泛应用于对太赫兹吸收较弱的材料,但必须满足一定条件:样品前后表面必须平行且厚度均匀,待测样品表面是磁性各向同性的,太赫兹光束垂直入射样品[5-6]. 建立在太赫兹频率范围的全变差最小化模型[7]、材料色散模型[8]、双层结构模型[9]等,利用准直空间法[10]、单纯形法[11]等光学参量的优化算法,消除了厚度误差、Fabry-Perot震荡和信号噪声的影响,并同时计算未知均匀样品的厚度和复折射率,提取出更准确的材料……

登录APP查看全文