[发明专利]一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法

权利要求书

1.一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、在反射式太赫兹时域光谱系统中，分别测量太赫兹波以不同角度θ₁和θ₂入射时样品的太赫兹信号，并根据测得的样品信号获取由涂层两个界面反射回来的太赫兹脉冲的飞行时间差Δt₁和Δt₂；

S2、根据步骤S1分别得到的θ₁、θ₂以及反射峰的飞行时间差Δt₁和Δt₂，计算被测涂层样品的涂层厚度与折射率，涂层厚度采用如下计算公式进行计算：

涂层折射率采用如下计算公式进行计算：

其中，d为涂层的厚度，n为涂层的折射率，n₀为太赫兹波在空气中的折射率，c为真空中的光速。

2.根据权利要求1所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述步骤S1中Δt₁为太赫兹波以θ₁角度入射时由空气、涂层界面及涂层、衬底界面反射的两个太赫兹脉冲的飞行时间差。

3.根据权利要求1所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述步骤S1中Δt₂为太赫兹波以θ₂角度入射时由空气、涂层界面及涂层、衬底界面反射的两个太赫兹脉冲的飞行时间差。

4.一种根据权利要求1-3任意一项所述的双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法所设计的反射式太赫兹时域光谱系统，其特征在于：包括脉冲驱动系统、太赫兹信号入射系统、太赫兹信号接收检测系统、测量台和计算机(13)，所述脉冲驱动系统包括飞秒激光器(1)、分束器(2)和延迟装置(11)，且太赫兹信号入射系统包括发射天线(3)、第一入射透镜(4)、第二入射透镜(5)和直流偏置装置(16)，所述太赫兹信号接收检测系统包括第一接收透镜(8)、第二接收透镜(9)、接收天线(10)和锁相放大器(12)，且测量台包括旋转台(7)、第一旋转臂(14)、第二旋转臂(15)和样品台(6)。

5.根据权利要求4所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述样品台(6)位于旋转台(7)中心处，且样品台(6)用于放置被测涂层样品。

6.根据权利要求4所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述飞秒激光器(1)用于产生飞秒激光脉冲，其所产生的激光脉冲中心波长为1560nm，脉冲频率为100MHz，脉冲宽度小于90飞秒，功率大于100mW。

7.根据权利要求4所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述第一旋转臂(14)和第二旋转臂(15)安装在旋转台(7)上，且第一旋转臂(14)和第二旋转臂(15)相啮合，当所述第一旋转臂(14)围绕旋转台7中心摆动时，第二旋转臂(15)围绕旋转台(7)中心以相反的方向摆动。

8.根据权利要求4所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述发射天线(3)、第一入射透镜(4)和第二入射透镜(5)均设置于第一旋转臂(14)上，且发射天线(3)、第一入射透镜(4)和第二入射透镜(5)能够随第一旋转臂(14)摆动，从而实现调整太赫兹信号的入射角度。

9.根据权利要求4所述的一种双入射角度式太赫兹时域光谱涂层测量方法，其特征在于：所述第一接收透镜(8)、第二接收透镜(9)和接收天线(10)均设置于第二旋转臂(15)上，且第一接收透镜(8)、第二接收透镜(9)和接收天线(10)能够随第二旋转臂(15)摆动，从而当太赫兹信号的入射角度调整时，接收天线(10)接收反射的太赫兹信号的角度能够做出相应的调整。