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典型文献
表面粗糙样品的太赫兹光谱参数提取方法研究
文献摘要:
很多物质在太赫兹波段内的光谱参数具有指纹特征,这是太赫兹技术在安检等众多领域有所应用的基础.但是,目前常用的太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术提取物质光学参数的Duvillaret算法,要求样品上下表面平行且充分光滑.然而在很多有潜力的实际应用场合中,尤其是对于固体样品,表面粗糙度不可避免,并且不能使用模具压片等实验室制样手段来保证其表面的平行光滑特性,由此需要一种不受样品表面粗糙度影响且更具有普适性的光学参数提取算法来增加太赫兹时域光谱技术在实际场合下的应用能力.分析了太赫兹波透射表面粗糙样品的光程,建立了包含有样品粗糙度、折射率和消光系数的表面粗糙样品太赫兹透射模型,在已知粗糙度及平均厚度的条件下,提取出在太赫兹波段有特征吸收的表面粗糙样品的折射率和吸收系数,验证了此透射模型的适用性.首先,选择在太赫兹波段有特征吸收的α-乳糖和L-组氨酸作为实验材料,制作了质量分数和密度相同的表面粗糙样品和光滑样品,并在太赫兹时域光谱系统中获取它们的太赫兹透射实验数据;然后,利用建立的透射模型从实验数据中提取出了表面粗糙α-乳糖和L-组氨酸样品的折射率和吸收系数;最后,为衡量透射模型提取结果的优劣性,把Duvillaret算法作为另一种光学参数提取的参照方法,将本模型算法、Duvillaret算法对表面粗糙样品的提取结果分别与从平行光滑样品中提取的标准结果进行比较,计算两种提取方式与标准值之间的均方根误差(RMSE).比较结果表明,相比于Duvillaret算法,本透射模型方法所提取出的表面粗糙样品的折射率和吸收系数与标准值之间偏差更小,在一定程度上减少了粗糙度对提取结果的影响,具有更高的精确度.因此,在已知表面粗糙样品的粗糙度以及平均厚度的条件下,利用此模型可较为精确地在太赫兹时域光谱系统中提取出物质的光学参数.此研究结果将有力推进太赫兹波光学参数提取技术的实际应用.
文献关键词:
太赫兹时域波谱技术;透射模型;粗糙度;光学参数
作者姓名:
于洋;张朝晖;赵小燕;张天尧
作者机构:
北京科技大学自动化学院仪器科学与技术系 ,北京 100083;北京市工业波谱成像工程技术研究中心 ,北京 100083
引用格式:
[1]于洋;张朝晖;赵小燕;张天尧-.表面粗糙样品的太赫兹光谱参数提取方法研究)[J].光谱学与光谱分析,2022(02):386-391
A类:
Duvillaret,透射模型,太赫兹时域波谱技术
B类:
太赫兹光谱,光谱参数,参数提取方法,太赫兹波段,数具,指纹特征,太赫兹技术,安检,所应,THz,TDS,光学参数,下表面,应用场合,表面粗糙度,模具,压片,制样,太赫兹时域光谱技术,应用能力,射表,光程,有样,折射率,消光系数,吸收系数,乳糖,组氨酸,实验材料,太赫兹时域光谱系统,优劣性,参照方法,模型算法,提取方式,标准值,RMSE,模型方法,波光,提取技术
AB值:
0.187924
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