Terahertz 时间域光谱中的窗口技术:稀薄膜样品中共振特征的解析
光学
2025-12-10 v2 材料科学
摘要
太赫兹时间域光谱(THz-TDS)已成为一种强大的工具,用于探讨稀薄膜的光学性质,能够直接获取太赫兹范围内的复介电常数。然而,在对厚基板上稀薄膜的传输式测量中,多次反射和有限时间窗口会引入干扰,掩盖诸如声子模式等共振特征。时间域窗口是最广泛采用的抑制此类效应的方法之一,但其应用的系统性指导仍较少。本文组织了一套从 THz-TDS 数据中提取复介电常数的实用流程,重点关注何时以及如何应用时间域窗口。该流程包含截断与光滑加窗的决策点,强调根据具体信号条件调整窗口长度和形状。我们采用 PbTe 稀薄膜的代表性测量数据演示了该方法,突出显示截断即可、何时需要加窗以及不同窗口函数和长度如何影响最终谱线。我们还提出了简单度量标准,用于评估信号连续性并指导窗口选择。虽然存在其他分析技术(包括参数化谱估计),但本研究侧重于将基于窗口的处理形式化为易于实验操作的工作流程。我们的结果表明,窗口参数的选择对提取材料参数的准确性具有显著影响,尤其是针对锐利共振系统。本文提供了一套易于实施的框架,用于提高稀薄膜 THz-TDS 测量中光谱保真度的能力。
引用
@article{arxiv.2507.00729,
title = {Windowing in terahertz time-domain spectroscopy: resolving resonances in thin-film samples},
author = {Esteban Marulanda and Fernanda L. Costa and Nicolas M. Kawahala and Felix G. G. Hernandez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00729},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 5 figures