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一种基于Rourad方法的非极性材料太赫兹频谱检测方法
| 专利名称： | 一种基于Rourad方法的非极性材料太赫兹频谱检测方法 |
| 摘要： | 本发明涉及一种基于Rourad方法的非极性材料太赫兹频谱检测方法,包括以下步骤：用太赫兹时域光谱反射系统获得反射基底的参考信号Eref(t)和材料样品测量信号Emea(t)；根据光谱仪的有效频段对Eref(t)、Emea(t)信号在频域进行截取；设定材料参数，包括材料层数、厚度范围及拟选用的介电常数模型；用最优化算法求解参数最优解。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 天津;12 |
| 申请人： | 天津大学 |
| 发明人： | 何明霞;张洪桢;石粒力;王璞 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-04-16T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-08-13T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910303091.9 |
| 公开号： | CN110118745A |
| 代理机构： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 |
| 代理人： | 程毓英 |
| 分类号： | G01N21/3586(2014.01);G;G01;G01N;G01N21 |
| 申请人地址： | 300072 天津市南开区卫津路92号 |
| 主权项： | 1.一种基于Rourad方法的非极性材料太赫兹频谱检测方法,包括以下步骤： S1：用太赫兹时域光谱反射系统获得反射基底的参考信号Eref(t)和材料样品测量信号Emea(t)； S2：将参考信号Eref(t)和材料样品的测量信号Emea(t)输入计算机； S3：根据光谱仪的有效频段对输入的Eref(t)、Emea(t)信号在频域进行截取； S4：设定材料参数，包括材料层数、厚度范围及拟选用的介电常数模型； S5：用最优化算法求解参数最优解； S5.1：根据材料不同层数建立不同的R-DC模型，方法如下： 依据Rouars′sMethod，l层材料中太赫兹波的传递函数为： … 其中， 相对于反射基底而言，第l层为底层，第1层为表层；Hl、Hl-1为第l层、第l-1层材料的传递函数，Hl-1,total为第l层与第l-1材料的总传递函数，同理可得Hl-2,total；Htotal为l层材料的总传递函数；nl(ω)、εl(ω)为第l层材料的折射率和介电常数，dl为第l层材料的厚度；c为光速，ω为角频率，rl-1,l为太赫兹波由第l-1层材料入射至第l层材料的反射系数；将各层材料折射率的表达式代入被检测材料的总传递函数Htotal即可得到R-DC模型； S5.2：设置误差函数； 误差函数Y定义为 Esim(t)＝F-1(Htotal×F(Eref(t)))，F为信号的傅里叶变换，F-1为其逆变换； S5.3：令误差函数Y达到最小值，获取材料参数； 将误差函数Y作为差分进化算法的目标函数，寻求该误差函数的最小值；当函数Y的函数值达到最小时，即可获得每层材料的参数nl(ω)、εl(ω)、dl。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 若待测材料为液体，介电常数模型选用Debye模型： 其中εs,l、ε∞,l分别为第l层材料介电常数的低频与高频响应，τl为该层材料介电常数的弛豫时间； 液体之外的其他材料，可以选用Lorentz模型： 其中，ε∞,l为第l层材料介电常数的高频响应，ωp,l为第l层材料的体频率，fm,l为第l层材料介电常数的第m个振动模态的权重，ω0,m,l为第l层材料介电常数的第m个振动模态的本征频率，τm,l第l层材料介电常数的第m个振动模态的弛豫时间。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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