具有单个基准表面的时域太赫兹测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种时域太赫兹(THz)测量系统，该系统包括单个基准表面。提供单个基准表面的基准梁被支撑在两个安装点处，两个安装点中的至少一个安装点是非固定安装点，以允许基准梁的热膨胀。系统在第一时间处采集不存在样品时的单个基准表面的空气扫描轮廓，并且在第二时间处采集存在样品时的样品扫描轮廓。系统还使用在采集空气扫描轮廓和样品扫描轮廓时收集的在样品边界之外的两个基准点处的距离测量结果来进行空气扫描轮廓的线性校正。系统测量样品的一个或多个特性，包括例如样品的厚度轮廓和样品的有效折射率轮廓。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有单个基准表面的时域太赫兹测量系统
技术介绍
时域太赫兹(THz)系统可用于测量样品材料的各种特性。此类材料包括膜、非织造材料、纸材、磨料等。THz询问波以可测量与穿过样品材料传播的询问波相关联的传输时间的方式生成、穿过样品传输并被检测器接收。这可在透射或反射几何形状中完成，其中根据样品材料以及THz生成和检测系统，特定排布结构可能产生不同的益处。但是在任一种情况下，询问脉冲穿过样品的传输时间(包括可能由于样品中的界面而发生的多次反射)将受到样品的包括其总厚度(和层厚度)和折射率轮廓在内的各种特性的影响。因此，传输时间信号可用于测量样品的这些特性。
技术实现思路
一般来讲，本公开涉及用于使用具有单个基准表面的时域太赫兹系统测量样品的特性的系统和方法。可测量的特性包括例如样品的厚度轮廓、样品的各个层厚度以及样品和/或其层的有效折射率。在一个示例中，本公开涉及一种时域太赫兹测量系统，该时域太赫兹测量系统包括：扫描框架；单个基准表面；太赫兹发射器，该太赫兹发射器在太赫兹发射器和单个基准表面之间的样品区域中不存在样品时的第一时间Ta处将太赫兹询问脉冲输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量样品的厚度轮廓的时域太赫兹测量系统，包括：/n扫描框架；/n单个基准表面；/n太赫兹发射器，所述太赫兹发射器在所述太赫兹发射器和所述单个基准表面之间的样品区域中不存在样品时的第一时间T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180322 US 62/646,5411.一种测量样品的厚度轮廓的时域太赫兹测量系统，包括：
扫描框架；
单个基准表面；
太赫兹发射器，所述太赫兹发射器在所述太赫兹发射器和所述单个基准表面之间的样品区域中不存在样品时的第一时间Ta处将太赫兹询问脉冲输出到所述样品区域中，并且在所述样品区域中存在样品时的第二时间Tb处将太赫兹询问脉冲输出到所述样品区域中；和
控制器，所述控制器采集空气扫描轮廓，所述空气扫描轮廓包括从所述单个基准表面反射的对应于在所述第一时间Ta处输出的询问信号的脉冲；并且所述控制器采集样品扫描轮廓，所述样品扫描轮廓包括从所述单个基准表面反射的对应于在所述第二时间Tb处输出的所述询问脉冲的脉冲，并且包括从所述样品反射的对应于在所述第二时间Tb处输出的所述询问脉冲的脉冲；
其中所述控制器还采集空气距离测量结果，所述空气距离测量结果包括在所述单个基准表面上的第一基准点xA处反射的对应于在所述第一时间Ta处和所述第二时间Tb处输出的所述询问脉冲的脉冲，并且包括在所述单个基准表面上的第二基准点xB处反射的对应于在所述第一时间Ta处和所述第二时间Tb处输出的所述询问脉冲的脉冲；
其中所述第一基准点xA和所述第二基准点xB是所述单个基准表面上在所述样品区域之外的点；
其中所述控制器还通过基于在所述第一时间Ta处和所述第二时间Tb处接收的点xA和xB处的所述空气距离测量结果，对在所述第一时间Ta处接收的所述空气扫描轮廓进行校正来计算经校正的空气扫描轮廓，并且基于所述经校正的空气扫描轮廓和所述样品扫描轮廓确定所述样品的厚度轮廓。


2.根据权利要求1所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述单个基准表面包括基本上平坦的基准梁和惰辊中的一者。


3.根据权利要求2所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述基准梁由热膨胀系数小于20.0ppm/℃的材料构成。


4.根据权利要求1所述的时域太赫兹(THz)测量系统，还包括：
第一支撑梁，所述第一支撑梁在第一安装点处支撑所述基准梁；和
第二支撑梁，所述第二支撑梁在第二安装点处支撑所述基准梁；
其中所述第一安装点和所述第二安装点中的至少一个安装点是非固定安装点。


5.根据权利要求4所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述第一安装点是固定安装点，并且所述第二安装点是非固定安装点。


6.根据权利要求1所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述基准梁被支撑在第一安装点处和第二安装点处，并且
其中所述第一安装点和所述第二安装点中的至少一个安装点是非固定安装点。


7.根据权利要求6所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述非固定安装点包括狭槽和挠曲安装架中的一者。


8.根据权利要求1所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述基准梁由不锈钢或因瓦合金(Fe0.64Ni0.36)中的一者构成。


9.根据权利要求1所述的时域太赫兹(THz)测量系统，其中所述太赫兹发射器和太赫兹接收器容纳在太赫兹探针头内。


10.根据权利要求9所述的时域太赫兹(THz)测量系统，还包括能够沿着所述扫描框架可滑动地移动的滑架，所述THz探针头安装到所述滑架上，以能够沿着所述扫描框架可滑动地移动。

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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·L·霍费尔特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US