一种用于确定第一层与第二层之间的界面处的材料性质的系统包括：将电磁辐射输出到样品的发送器、接收被样品反射或透射通过样品的电磁辐射的接收器、以及数据获取装置。数据获取装置被配置为：对被样品反射或透射通过样品的电磁辐射进行数字化，以产生波形数据，其中，该波形数据表示被样品反射或透射通过样品的辐射，该波形数据具有第一量值、第二量值和第三量值。要确定的材料性质通常是第一层和第二层之间的粘附强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用电磁辐射测量材料性质的系统和方法。
技术介绍
电磁辐射潜在地可用于很多工业测量应用中。从样品反射和/或透射通过样品的 辐射的数据获取可以被用来确定若干种材料性质。例如，电磁辐射已经被用于确定样品是 否是爆炸装置，诸如在机场和海港扫描系统中常见的。但是，电磁辐射还没有被用于确定多层样品的各层相互是否被适当地粘附。此外， 除了破坏性测试以外，确定多层样品的各层之间的粘附性是相当困难。因此，需要无损测试 和分析系统，以便确定多层样品的各层之间的粘附强度。
技术实现思路
描述了用于确定在样品的第一层和第二层之间的界面处的材料性质的系统和方 法。该系统包括将电磁辐射输出到样品的发送器、接收被样品反射或透射通过样品的电磁 辐射的接收器、以及数据获取装置。数据获取装置被配置为对被样品反射或透射通过样品 的电磁辐射进行数字化以产生波形数据，其中，该波形数据表示被样品反射或透射通过样 品的辐射，该波形数据具有第一量值(magnitude)、第二量值和第三量值。第一量值表示提供给第一层的顶表面界面的电磁辐射的反射部分或透射部分。第 二量值表示提供给第一层与第二层之间的界面的电磁辐射的反射部分或透射部分，并且第 三量值表示提供给第二层的底表面界面的电磁辐射的反射部分或透射部分。其后，数据获 取装置被配置为通过分析第二量值和/或第三量值来确定样品的第一层与第二层之间的 材料性质。通常，要确定的材料性质是第一层和第二层之间的粘附强度。数据获取装置还被配置为通过比较第二量值与参考量值来确定样品的第一层与 第二层之间的粘附强度。数据获取装置还被配置为通过比较第三量值与参考量值来确定样 品的第一层与第二层之间的粘附强度。最终，数据获取装置还可以被配置为通过比较第三 量值与第二量值来确定样品的第一层与第二层之间的粘附强度。另外，数据获取装置还可以被配置为通过分析波形数据以确定在时间上第四量 值是否位于第三量值与第二量值之间，确定样品的第一层与第二层之间的粘附强度。当在 时间上第四量值位于第三量值与第二量值之间时，数据获取装置可以确定第一层与第二层 之间存在降低的粘附强度。关于使用的电磁辐射，电磁可以是频率在25GHz到lOTHz中的太赫兹辐射，其是连 续波或时域太赫兹辐射。但是，也可以使用其它类型的电磁辐射。附图说明图1A示出使用反射的电磁辐射来确定样品的两层之间的材料性质的系统；图1B示出使用透射的电磁辐射来确定样品的两层之间的材料性质的系统；图2示出两层样品的波形；图3不出关于样品的所有界面峰值的反射振幅；图4示出样品的界面反射峰值的振幅；图5示出样品的界面反射峰值和后表面反射峰值的振幅；以及图6示出三层样品。具体实施例方式参考图1A，示出用于确定样品18a的第一层14a与第二层16a之间的界面12a处 的材料性质的系统10a。作为其主要组件，系统10a包括光学控制源20a、电磁辐射发送器 22a、电磁福射接收器24a和用于将光学控制源20a输出的光学信号提供给发送器22a和接 收器24a两者的部件26a和28a。用于提供光学信号的部件26a和28a使接收器24a通过 由光学控制源20a发射的光学信号与发送器22a同步。在本实施例中，部件26a和28a为 单模光纤。但是，部件26a和28a也可以是多模光纤，或者甚至可以是将光学信号从光学控 制源20a发送到发送器22a和/或接收器24a的自由空间。通常，光学控制源20a可以采用多种不同的形式。在一个这样的实施例中，光学 控制源20a包括被配置为输出光学脉冲的激光源30a。通常，激光源30a产生飞秒输出脉 冲。光学耦合到激光源30a的是补偿器32a。由激光源30a发射的光学脉冲被提供给补偿 器32a,补偿器32a将符号相反的色散添加到光学脉冲，以便当部件26a和28a是光纤时校 正光学脉冲在通过部件26a和28a时的展宽(stretching)。在光学脉冲通过自由空间发送 到发送器22a和接收器24a时，通常不需要补偿器32a并且可以将其省略。补偿器32a和 激光源30a可以通过光纤彼此光学耦合，或者可以以自由空间的方式彼此光学耦合。一旦通过补偿器32a将适当量的相反符号的色散提供给光学脉冲，光学脉冲就被 提供给分光器34a。分光器34a分离光学脉冲并将其提供给第一光纤26a和第二光纤28a。 在本实施例中，第一光纤26a是单模光纤，其中，由分光器34a分离的脉冲被提供给光纤 26a。同样地，第二光纤28a也是接收从分光器34a分离的脉冲的光纤。光纤24a被耦合到发送器22a。类似地，光纤26a被光学耦合到接收器24a。当接 收器22a从光纤26a接收这些光学脉冲时，接收器22a将向样品18a输出辐射36a。当接收 器24a从光纤28a接收到光学脉冲时，接收器24a将接收从发送器22a发射并从样品18a 反射的辐射38a。因此，定时是极度重要，从而通过在光纤26a和光纤28a上行进的光学脉 冲使接收器24a与发送器22a同步。一旦辐射38a被接收器24a接收，接收器24a就产生可以由数据获取系统40a解 释、缩放(scale)和/或数字化的电信号。数据获取系统40a通常被电耦合到接收器24a， 以便接收来自接收器24a的电信号。在本实施例中，辐射36a被从样品18a反射，并且将其作为辐射38a发送到接收器 24a。但是，应当理解，在本申请中公开的系统和方法可以等同地应用于透射的辐射。此外， 参考图1B,公开的是与图1A的系统10a类似的系统10b。相同的附图标记被用于表不相同 的组件，其中仅有的不同在于图1B中的附图标记后跟字母“b”而不是如图1A那样跟“a”。 系统10b示出发送器22b发送穿过样品18b的辐射36b。该辐射透射通过样品18b并作为辐射38b被发送到接收器24b。另外，应当理解，系统可以将透射的和反射的辐射两者的使 用并入到单一系统中。通常，从发送器22a和22b发射的辐射36a和36b是具有10GHz直到50THz的频 率范围但通常具有25GHz到lOTHz的范围的太赫兹辐射。但是，也可以使用其它频率范围。 通常，使用的太赫兹辐射将是时域太赫兹辐射。但是，可以使用包括连续波和离散带宽源的 这种其它类型的带宽源。样品18a和18b是相同的，因此将仅描述样品18a ;但是，相同的描述适用于样品 18b。样品18a具有第一层14a和第二层16a。注意到该样品具有位于样品18a的相对侧上 的第一表面42a (前表面)和第二表面44a (后表面)也是重要的。在两个层14a和16a之 间的是界面12a。界面12a通常是第一层14a与第二层16a之间的粘附区域。一旦时域太赫兹辐射36a的脉冲已经与样品18a相互作用，就可以从获取到 的时域或变换的光谱域数据提取大量有用的测量结果。可能的测量结果包括但不限于 样品质量、厚度、密度、折射率、密度和表面变化、以及光谱(例如，水分含量、多态性识别 (polymorph identification))。在时域太赫兹中，太赫兹福射脉冲在与样品18a相互作用 后的改变通常可用作时域波形，其可以被记录或分析，以确定其它参数(例如，脉冲信号振 幅)。例如，当脉冲透射通过样品18a时，与同一脉冲透射通过空气路径相比，到达本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·怀特，G·D·菲切特，I·杜宁，D·奇姆达斯，
申请(专利权)人：派克米瑞斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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