李向军,杨晓杰,刘建军.基于反射式太赫兹时域谱的水太赫兹光学参数测量与误差分析[J].光电子激光,2015,26(1):135~140
基于反射式太赫兹时域谱的水太赫兹光学参数测量与误差分析
Measurement and error analysis of water THz optical parameters using THz reflect ion time-domain spectroscopy
投稿时间:2014-08-06  
DOI:
中文关键词:  太赫兹时域谱(THz-TDS)  反射式  折射率  吸收率  误差分析
英文关键词:terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS)  reflection  refractive index  abs orption coefficient  error analysis
基金项目:
作者单位
李向军 中国计量学院 太赫兹技术与应用研究所,浙江 杭州 310018
中国计量学院 信息工 程学院,浙江 杭州 310018 
杨晓杰 中国计量学院 信息工 程学院,浙江 杭州 310018 
刘建军 中国计量学院 太赫兹技术与应用研究所,浙江 杭州 310018 
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中文摘要:
      利用垂直反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术 测量了水的THz光学参数并对测 量误差进行了分析。测量过程中,把高阻Si片的空气-Si表面作为参考信号,Si-水表面最 为样 品信号,通过两者之比的传输函数计算得到了水的THz折射率和吸收率,然后应用误差传 播理论分析这些光学参数的误差。结果发现,折射率和吸收率误差中,由多次测量引入的随 机 误差在0.1~1.1THz范围内基本不变,而在接近0.1THz和1.1THz处误差变大,即呈现U型 分布。这表明,在接近0.1THz和1.1THz时, THz-TDS仪器的测量灵敏度下降;由高阻Si片厚 度和Si折射率误差引入的误差比THz-TDS多次测量引入的随机误差大得多,在 0.1~1.1THz 范围对应的水折射率误差分布较均匀,而对应水的吸收率误差随着频率的增加而增大。本文 的方法同样适用于类似的垂直反射式THz-TDS系统提取其它材料的THz光学参数及其误差 分析。
英文摘要:
      In this paper,we analyze the error of water terahertz (THz) optical parameters u sing terahertz vertical reflection time-domain spectroscopy.First,the refractive index and th e absorption coefficient are extracted by the transform function of the ratio of the referenc e signal from air-silicon interface to the sample signal from silicon-water interface on the high resist ance silicon wafer,and the errors of these optical parameters are analyzed by error propagation and com bination theory. The results show that the random errors of the refractive index and the absorpti on coefficient from terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) multi-measurement almost keep unchanged between 0.1-1.1THz,but the y gradually become bigger when reaching 0.1THz and 1.1THz as U like distribution.It indica tes the sensitivity of the instrument decreases near 0.1THz and 1.1THz.The errors from the thickness and refractive index are much bigger than those from THz-TDS.For the refractive index of water, the errors keep little changed,while for absorption,the errors are increasing w it h frequency increasing.The method can be applied to the THz optical parameters extraction a nd error analysis in similar terahertz vertical reflection time domain spectroscopy.
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