基于太赫兹技术的多层曲面样品厚度测量

分析测试

太赫兹时域光谱(Terahertz Time-domain Spectroscopy, THz-TDS)可以用于精确测量微米尺度的多层薄膜厚度。太赫兹时域光谱技术通过分析太赫兹脉冲与样品前后表面的反射信号获取样品厚度信息。当太赫兹脉冲经过样品时，脉冲与样品前表面发生反射，透射部分在样品后表面再次发生透射和反射。通过接收太赫兹反射信号并利用分析算法，可以精确测量样品厚度。该技术为非接触式测量，能够实现无损测量和较高的横向纵向分辨率，广泛应用于汽车油漆涂层、热障涂层、非金属管道厚度、药片胶囊等复合材料的厚度测量。厚度测量范围从几十微米到毫米尺度，测量精度最高可达微米量级。

图一是太赫兹在样品中传播示意图，太赫兹脉冲在第一层样品表面发生反射，透射部分进入样品并在第一层与第二层的分界面发生反射，透射部分在第三层样品界面再次反射。在测量中获得太赫兹被多层样品反射后的叠加时域信号，该信号包含样品各层厚度信息，通过算法可以解析样品各层厚度。

图一太赫兹脉冲信号在样品中传播示意图

应用

论文：

[1] 林杰,齐济,张宇奇,张为,陈雨昂,何明霞,曲秋红*,张逸竹*，太赫兹测厚技术中的层数分类算法，中国激光， 51(18),1814003(2024).

专利：

[5]张逸竹、曲秋红、林杰、何明霞。一种基于太赫兹检测的涂层分层厚度测量方法。发明专利。申请日：2024年09月10日。授权公告日：2024年12月03日。专利号：ZL202411259903.1。

[4]曲秋红、张逸竹、何明霞。一种太赫兹膜厚测量装置及电子设备。发明专利。申请日：2022年05月23日。授权公告日：2024年07月23日。专利号：ZL202210564534.1。

[3]张逸竹、曲秋红、何明霞。基于太赫兹的多层膜厚测量方法及可读存储介质。发明专利。申请日：2022年05月23日。授权公告日：2024年07月23日。专利号：ZL202210566605.1。

[2]张逸竹、曲秋红、何明霞。基于太赫兹的膜厚测量方法及计算机可读存储介质。发明专利。申请日：2022年05月20日。授权公告日：2024年07月23日。专利号：ZL202210553848.1。

[1]张逸竹、曲秋红、何明霞。基于太赫兹的双层膜厚测量方法及可读存储介质。发明专利。申请日：2022年05月20日。授权公告日：2024年07月23日。专利号：ZL202210554661.3。