使用稀疏CW THz光谱学计算高效的多层厚度测定

科学领域:

• 物理 物理学 物理
• 频谱学是一种光谱学.
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 连续波 (CW) 太赫兹光谱对于工业非破坏性测试和多层厚度测定至关重要.
• 实时在线监控需要高的采集和数据评估率,通常受到全频谱分析的阻碍.
• 千赫采集速率需要优化数据处理,超出传统的全谱扫描.

研究的目的:

• 为了证明从稀疏采样的太赫兹光谱中提取多层厚度的可行性.
• 为高速 (kHz) 太赫兹光谱应用开发一个实时评估方案.
• 为验证用于太赫兹光谱数据分析的计算减少策略.

主要方法:

• 实施了稀疏采样方法,仅分析选定的频率,而不是全频谱.
• 开发了一个实时评估方案,计算运行时间低于1毫秒.
• 利用了对样品成分和折射率的知识来提取层厚度.

主要成果:

• 实现了多层厚度的确定,其不确定性与全频谱评估相当.
• 在数据分析方面,计算负载减少了3个数量级.
• 在三层样本中,单个层厚度的标准偏差低于5μm.

结论:

• 在太赫兹光谱学中稀疏采样对于高速工业应用是有效的.
• 开发的实时评价方案使kHz测量速率能够用于内线监控.
• 这种方法满足了工业对快速,准确的多层厚度测定需求.