CN111457869A - 利用光声波谱校正系数的多层厚度检测 - Google Patents

利用光声波谱校正系数的多层厚度检测 Download PDF

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Abstract

本发明涉及利用光声波谱校正系数的多层厚度检测。描述了用于确定多层样品中的层的层厚度的方法和系统。可确定第一层和第二层的参考透射波谱数据。第一层可包括与第一波谱带相关联的第一材料，并且第二层可包括与第二波谱带相关联的第二材料。第一波谱带可至少部分地与第二波谱带重叠。参考波谱数据可用于确定校正系数。可测量多层样品的波谱数据。校正系数可用于通过从与第一层相关联的波谱数据去除第二层的贡献来校正波谱数据。

Description

利用光声波谱校正系数的多层厚度检测
技术领域
本申请涉及利用光声波谱校正系数的多层厚度检测。
背景技术
光声波谱法(PAS)，如傅里叶变换红外波谱(FTIR)光声波谱法，提供了一种用于测量样品性质的非破坏性方法。光声波谱可用于确定多层材料的层厚度。在一些情况下，使用PAS不可在化学上区分多层材料中的层，导致层厚度测量不正确。一种已提出的解决方案是执行对多层材料的剖切(sectioning)，但是这种方法非常耗时，并且并非总是可行。因此，需要更精密的确定多层样品的层厚度的技术。
发明内容
用于确定多层样品中的层的层厚度的方法和系统被公开。实例系统可包括能量源，能 量源被配置以向多层样品施加能量，该多层样品包括与第二层相邻的第一层。第一层可包 括与第一波谱带相关联的第一材料。第二层可包括与第二波谱带相关联的第二材料。第一 波谱带可以至少部分地与第二波谱带重叠。系统可包括传声器，所述传声器被配置以响应 于施加能量到多层样品而检测从多层样品发出的声波。系统可包括一个或多个处理器，所 述处理器被配置以确定指示所检测到的从多层样品发出的声波的波谱数据，确定指示在单 层样品中的第一材料的第一参考波谱数据，和确定指示在单层样品中的第二材料的第二参 考波谱数据。所述一个或多个处理器可被配置以基于第二参考波谱数据来确定第一校正系 数。所述一个或多个处理器可被配置以基于第一参考波谱数据来确定第二校正系数。所述 一个或多个处理器可被配置以基于第一校正系数、第二校正系数和波谱数据来确定第一层 的厚度。所述一个或多个处理器可被配置以输出第一层的厚度。
实例方法可包括基于对多层样品的光声波谱仪测量来确定波谱数据，该多层样品包括 与第二层相邻的第一层。第一层可包括与第一波谱带相关联的第一材料。第二层可包括与 第二波谱带相关联的第二材料，其中第一波谱带至少部分地与第二波谱带重叠。方法可包 括确定指示在单层样品中的第一材料的第一参考波谱数据，和确定指示在单层样品中的第 二材料的第二参考波谱数据。方法可包括基于第二参考波谱数据来确定第一校正系数。方 法可包括基于第一参考波谱数据来确定第二校正系数。方法可包括基于第一校正系数、第 二校正系数和波谱数据来确定第一层的厚度。方法可包括输出第一层的厚度。
另外的优点将在下面的描述中被部分地阐述，或者可以通过实践得知。应当理解，前 文总体描述和下文详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而不是限制性的。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图示例了实施方式，并且与描述一起用于 说明方法和系统的原理。
图1A是示例用于确定多层样品的厚度的实例系统的框图。
图1B是示例来自实例多层样品的实例波谱的图。
图2是显示HLG5层压材料的实例相位(phase)和幅度(magnitude)图谱的图。
图3显示了多层样品的层的实例视图。
图4是显示实例多层样品的参考波谱数据的图。
图5是显示波谱数据的同相分量和正交分量的图。
图6是显示实例多层样品的幅度和相角的图。
图7显示了多层样品的层的实例视图。
图8是显示实例多层样品的幅度和相角的图。
图9是使用本文所述方法与常规方法相比确定PC层的层厚度的结果的实例输出显示。
图10是显示包括三层的实例多层样品的图。
图11是显示包括三层的多层样品的带重叠的图。
图12是示例实例计算装置的框图。
具体实施方式
公开了用于确定多层样品中的层的层厚度的方法和系统。多层样品可包括难以在化学 上区分的层。例如，可以使用光声波谱仪或其他装置来施加能量源，如激光(器)、灯、和/或其他来源。多层样品可以产生声学信号，该声学信号通过传声器来检测。可以基于传声器检测到的声学信号来生成波谱数据。波谱数据可用于计算一个或多个层的层厚度。然而，常规的光声波谱仪和数据分析系统对于具有至少部分重叠波谱带的层会产生不正确的层厚度测量结果。
本方法和系统对常规系统进行了改进，以使用本文公开的技术来提供更准确的层厚度 测量。可以确定多层样品的第一层和第二层的参考透射波谱数据。第一层可包括与第一波 谱带相关联的第一材料，并且第二层可包括与第二波谱带相关联的第二材料。第一波谱带 可以至少部分地与第二波谱带重叠。参考波谱数据可用于确定校正系数。可以测量多层样 品的波谱数据。校正系数可用于通过从与第一层相关联的波谱数据去除第二层的贡献 (contribution)来校正波谱数据。
图1A是示例用于确定多层样品的厚度的实例系统100的框图。系统100可包括能量源102、光声单元(光声小室，photoacoustic cell)104和传声器106中的一个或多个。系 统100可包括分析单元108、显示器110、网络112或参考装置114中的一个或多个。
多层样品116可以被置于光声单元104内部。多层样品116可包括第一层118。多层样品116可包括第二层120。第一层118可与第二层120相邻。多层样品116可包括第三 层122。第三层122可与第一层118或第二层120中的一个或多个相邻。第一层118可包 括第一材料。第二层120可包括第二材料。第三层122可包括第三材料。第一材料、第二 材料或第三材料中的一种或多种可包括聚合物。第一材料可包括第一聚合物。第二材料可 包括第二聚合物。第三材料可包括第三聚合物。第一材料、第二材料或第三材料中的一种 或多种可包括吸收红外光的任何材料。第一材料、第二材料和第三材料可以具有不同的材 料性质，从而产生不同的波谱数据。与多层样品116相关联的波谱数据在本文中被进一步 描述(例如，图1B示例了实例波谱)。
能量源102可被配置以向光声单元104供应能量(例如，光束(beam)、激光、辐射)。能量可包括红外辐射。能量源102可被配置以向多层样品116施加能量。例如，光声单元 104可包括对能量源透明的区域，如红外透明窗。
传声器106可被配置以检测从多层样品116发出的声波。传声器106可以至少部分地 布置在光声单元104的内部。声波可以响应于施加能量到多层样品116而发出。传声器106 可以通信地耦接(联接，coupled)到数据单元108。传声器106可向数据单元108提供指示声波的信号。
数据单元108可以是或包括计算装置、数据采集、芯片上的系统(system on achip)、 电路元件集合(例如，微控制器、存储器、软件指令)、和/或类似装置。应当理解，可以 使用在数据单元108内部或外部的其它电路元件。例如，可以使用前置放大器、放大器、模拟-数字转换器、带通滤波器、和/或类似装置来调节(condition)来自传声器106的信号。数据单元108可与传声器106、能量源102或光声单元104中的一个或多个整合到单一盒(single box)中，如整合光声波谱仪。数据单元108可与传声器106、能量源102或光声 单元104中的一个或多个物理地分开。数据单元108可被包括在移动装置、膝上型计算机、 平板装置、计算站、和/或可与传声器106或能量源102中的一个或多个通信地耦接的类似 装置中。数据单元108可以向能量源102提供指令，以使能量被施加到多层样品116(例 如，按照任何顺序、模式(pattern)、或其它参数)。在一些实施方案中，能量源102可由 不同的控制装置来控制，如计算装置、控制器、和/或类似装置。
数据单元108可包括存储器124。存储器124可以存储指示传声器106产生的声学信号的波谱数据。存储器124可包括计算机可读指令，其被配置以使一个或多个处理器126 执行本文进一步描述的任何行动。数据单元108(例如，所述一个或多个处理器126)可 被配置以确定第一层118、第二层120、或第三层122中的一个或多个的层厚度测量结果。 数据单元108(例如，所述一个或多个处理器126)可被配置以基于执行以下行动中的一 个或多个来确定层厚度测量结果。可以基于计算机可读指令、宏(例如，被添加到供应商 提供的系统)、和/或类似物，致使一个或多个所述行动被执行。
指示所检测到的从多层样品发出的声波的波谱数据可被确定。图1B是示例来自实例 多层样品的实例波谱的图。应当理解，图中所示的数据仅以示例为目的。对于不同的材料， 波谱数据可不同。如图1B中所示，第一层118(例如，或第一材料)可与第一波谱数据128相关联(如长虚线所示)。第一波谱数据128可包括由第一层118测量的数据。第二层 120(例如，或第二材料)可与第二波谱数据130(如短虚线所示)相关联。第二波谱数据 130可包括由第二层120测量的数据。第三层122(例如，或第三材料)可与第三波谱数 据132(如实线所示)相关联。第三波谱数据132可包括由第三层122测量的数据。第一 波谱数据128可包括第一多个波谱带134。第二波谱数据130可包括第二多个波谱带136。 第三波谱数据132可包括第三多个波谱带138。
第一波谱数据128可至少部分地与第二波谱数据130或第三波谱数据132中的一个或 多个重叠。第二波谱数据130可至少部分地与第一波谱数据128或第三波谱数据132中的一个或多个重叠。第三波谱数据132可至少部分地与第一波谱数据128或第二波谱数据130中的一个或多个重叠。第一多个波谱带134可包括第一波谱带140。第二多个波谱带136 可包括第二波谱带142。第三多个波谱带138可包括第三波谱带144。第一波谱带140可 至少部分地与第二波谱带142或第三波谱带144中的一个或多个重叠。第二波谱带142可 至少部分地与第一波谱带140或第三波谱带144中的一个或多个重叠。第三波谱带144可 至少部分地与第一波谱带140或第二波谱带142中的一个或多个重叠。如本文进一步所述， 与第一波谱带140、第二波谱带142、或第三波谱带中的一个或多个相关联的数据可被用 于确定第一层118、第二层120、或第三层122中的一个或多个的层厚度。应当注意，第一 波谱带140、第二波谱带142和第三波谱带144可以处于与图1B中所示的顺序和/或重叠 关系不同的顺序和重叠关系。
返回图1A，可以确定指示所检测到的从多层样品发出的声波的波谱数据。确定指示所 检测到的从多层样品发出的声波的波谱数据可包括操作能量源和传声器，以测量多层样品 对能量源的声学响应。可以使用步进扫描(step scan)FTIR(傅里叶变换红外)干涉仪来 测量多层样品的同相(I)波谱和正交(Q)波谱。可以测量(例如，同时测量)来自第一层118、第二层120、或第三层122中的一个或多个的声波信号。可以以时域(例如，其可 等同于干涉图示例的程差域(path-difference-domain)数据)测量声波信号。声波信号可转 换(例如，基于傅里叶变换)为波长域波谱。通过干涉图的傅里叶变换，可将程差域数据 转换为波长域波谱。关于红外光辐射来自不同层的声波信号的时间延迟可通过相角差来反 映。相角差可以基于同相(I)波谱和正交(Q)波谱来计算。
可以确定与多层样品116相关联的参考波谱数据。可以通过访问存储器124来确定参 考波谱数据。可以通过直接测量一个或多个单层样品来确定参考波谱数据。可以经由网络 从参考装置114接收参考波谱数据。参考装置114可包括数据库、网站、应用程序界面、波谱库数据库、和/或包含参考波谱数据的类似装置。参考波谱数据可包括透射波谱数据，如非饱和透射波谱。参考波谱数据可包括各层中存在的材料的透射波谱数据。
参考波谱数据可包括与第一材料相关联(例如，并且指示第一材料)的第一参考波谱 数据。第一参考波谱数据可包括第一透射波谱数据。第一参考波谱数据可以指示在单层样 品(例如，或者其它分离形式)中的第一材料。参考波谱数据可包括与第二材料相关联(例 如，并且指示第二材料)的第二参考波谱数据。第二参考波谱数据可包括第二透射波谱数 据。第二参考波谱数据可以指示在单层样品(例如，或者其它分离形式)中的第二材料。参考波谱数据可包括与第三材料相关联的第三参考波谱数据。第三参考波谱数据可包括第三透射波谱数据。第三参考波谱数据可以指示在单层样品(例如，或者其它分离形式)中 的第三材料。可以分开确定第一参考波谱数据、第二参考波谱数据、和/或第三参考波谱数据。
可以基于参考波谱数据来确定一个或多个校正系数。可以基于第二参考波谱数据或第 三波谱数据中的一个或多个来确定一个或多个第一校正系数(例如，本文中进一步描述的 等式1-4中的系数n或等式8-22中的系数i、j)。可以基于第一参考波谱数据和第三波谱数 据中的一个或多个来确定一个或多个第二校正系数(例如，本文中进一步描述的等式1-4 中的系数m，或等式8-22中的系数k、l)。可以基于第一参考波谱数据和第二参考波谱数据中的一个或多个来确定一个或多个第三校正系数(例如，本文中进一步描述的等式8-22中的系数m和n)。所述一个或多个第一校正系数在本文中可被称为第一校正系数。所述 一个或多个第二校正系数在本文中可被称为第二校正系数。所述一个或多个第三校正系数在本文中可被称为第三校正系数。
第一校正系数可包括(例如，或基于)第二参考波谱数据的第一带与第二参考波谱数 据的第二带的IR吸收峰高度比。第一校正系数可包括(例如，或基于)第三参考波谱数据的第一峰与第三参考波谱数据的第二峰的比。第二校正系数可包括(例如，或基于)第 一参考波谱数据的第一峰与第一参考波谱数据的第二峰的比。第二校正系数可包括(例如，或基于)第三参考波谱数据的第一峰与第三参考波谱数据的第二峰的比。第三校正系数可包括(例如，或基于)第一参考波谱数据的第一峰与第一参考波谱数据的第二峰的比。第 三校正系数可包括(例如，或基于)第二参考波谱数据的第一峰与第二参考波谱数据的第 二峰的比。
对于波谱数据的一个或多个信号分量可以确定与第一参考波谱数据中的峰高相关联 的一个或多个带位置。所述一个或多个带位置可包括多个波数位置。波谱数据的所述一个 或多个信号分量可包括同相分量和正交分量。可以确定所述一个或多个带位置中每一个的 对应峰高。也可以确定第二参考波谱数据和/或第三参考波谱数据中的一个或多个带位置的 峰高。第一参考波谱数据和/或第三参考波谱数据的峰高可用于确定第二校正系数。第二参 考波谱数据和/或第三参考波谱数据的峰高可用于确定第一校正系数。第二参考波谱数据和 /或第一参考波谱数据的峰高可用于确定第三校正系数。
可以基于所述一个或多个校正系数来确定一个或多个校准相角。可以确定与第一波谱 带140相关联的第一校准相角(例如，等式5-7中的[Φ(1)]cal，等式23-27中的(Φ1)cal)。可 以基于第一校正系数来确定第一校准相角。可以确定与第二波谱带142相关联的第二校准 相角(例如，等式5-7中的[Φ(2)]cal，等式23-27中的(Φ2)cal)。可以基于第二校正系数来确 定第二校准相角。可以确定与第三波谱带144相关联的第三校准相角(例如，等式5-7中 的[Φ(2)]cal，等式23-27中的(Φ2)cal)。可以基于第三校正系数来确定第三校准相角。
确定与第一波谱带140相关联的第一校准相角可包括基于将第一校正系数与相应波数 位置的相应峰高乘积来确定多个波数位置中每一个的第一校准相角值。确定与第二波谱带 142相关联的第二校准相角可包括基于将第二校正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来 确定多个波数位置中每一个的第二校准相角值。
确定与第一波谱带140相关联的第一校准相角可包括确定与第一波谱带140相关联的 第一校准同相分量。可以基于将第一校正系数与与第二波谱带142(例如，或第三波谱带 144)相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第一校准同相分量。确定与第一波谱带140 相关联的第一校准相角可包括确定与第一波谱带140相关联的第一校准正交分量。可以基 于将第一校正系数与与第二波谱带142(例如，或第三波谱带144)相关联的波谱数据的 正交分量乘积来确定第一校准正交分量。确定与第一波谱带140相关联的第一校准相角可 包括基于第一校准同相分量与第一校准正交分量的比来确定第一校准相角。
确定与第二波谱带142相关联的第二校准相角可包括确定与第二波谱带142相关联的 第二校准同相分量。可以基于将第二校正系数与与第一波谱带140(例如，或第三波谱带 144)相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第二校准同相分量。确定与第二波谱带142 相关联的第二校准相角可包括确定与第二波谱带142相关联的第二校准正交分量。可以基 于将第二校正系数与与第一波谱带140(例如，或第三波谱带144)相关联的波谱数据的 正交分量乘积来确定第二校准正交分量。确定与第二波谱带142相关联的第二校准相角可 包括基于第二校准同相分量与第二校准正交分量的比来确定第二校准相角。
确定与第三波谱带144相关联的第三校准相角可包括确定与第三波谱带144相关联的 第三校准同相分量。可以基于将第三校正系数与与第二波谱带142(例如，或第一波谱带 140)相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第三校准同相分量。确定与第三波谱带144 相关联的第三校准相角可包括确定与第三波谱带144相关联的第三校准正交分量。可以基 于将第三校正系数与与第一波谱带140(例如，或第二波谱带142)相关联的波谱数据的 正交分量乘积来确定第三校准正交分量。确定与第三波谱带144相关联的第三校准相角可 包括基于第三校准同相分量与第三校准正交分量的比来确定第三校准相角。
可以基于所述一个或多个校正系数和波谱数据来确定第一层118、第二层120、或第三 层122中的一个或多个的厚度。可以基于第一校正系数、第二校正系数、第三校正系数、 和/或波谱数据来确定第一层118的厚度。可以基于第一校正系数、第二校正系数、第三校 正系数、和/或波谱数据来确定第二层120的厚度。可以基于确定第一校准相角与第二校准 相角之间的差来确定第一层118的厚度。可以基于确定第三校准相角与第二校准相角之间 的差来确定第二层120的厚度。
第一层118、第二层120、或第三层122中的一个或多个的厚度可以被输出(例如，发送、传送、提供、给予、显示、存储)。厚度可被输出到显示器110。厚度可被输出到存储 器124。厚度可经由网络输出到另一计算装置。
以下是基于本文公开的方法和系统的另一详述实例层厚度确定。以下步骤可通过一个 或多个处理器126执行。在步骤1，可以获得多层样品。多层样品可以不具有可供采用相 谱方法(phase spectrum approach)的常规PAS层厚度确定法利用的分解的带。
在步骤2，可以收集各层的目标组分的非饱和透射波谱。可从波谱库数据库中获得等 同形式(equivalent)。
在步骤3，可将光声单元连接到波谱仪，如傅里叶变换红外波谱(FTIR)波谱仪、步进扫描FTIR波谱仪、和/或类似物。
在步骤4，可将参考样品插入光声单元中。参考样品可包括大于60％的炭黑填充的橡 胶(carbon back filled rubber)、玻璃碳、和/或类似物。可用氦气吹扫声学单元。
在步骤5，可以确定相位调制频率。相位调制频率可足以达到要测量的层下方的层的 深度。
在步骤6，可以优化PAS相角(例如，通过最小化正交强度)。
在步骤7，可以调节PAS单元增益，以使波谱饱和度最小化。
在步骤8，可以测量波谱数据。波谱数据可包括参考材料的同相光声波谱数据和正交 光声波谱数据。
在步骤9，可以计算来自同相波谱数据和正交波谱数据的幅度谱。
在步骤10，可将多层样品插入光声单元中。可用氦气吹扫光声单元。
在步骤11，可以调节PAS单元增益，以使波谱饱和度最小化。
在步骤12，可以确定多层样品的波谱数据。波谱数据可包括同相光声波谱数据和正交 光声波谱数据。
在步骤13，可标准化多层样品的波谱数据。例如，样品的同相波谱数据和正交波谱数 据除以参考材料的幅度谱。
在步骤14，可以确定来自标准化同相样品波谱和正交样品波谱的相位谱。
在步骤15，可以测量代表各层中的组分的最大非饱和带的相位。在一些实施方案中， 步骤14和步骤15可以是任选的。步骤14和步骤15可用于测量无校正的层厚度(例如，出于比较目的)
在步骤16，可以确定目标组分各参考透射波谱的对应带位置(例如，波数)的峰高。
在步骤17，可以确定校正系数(例如，等式1-4的变量m和n)。可通过计算各参考 波谱的峰高比来确定校正系数。
在步骤18，可将校正系数乘以同相波谱I(1)、I(2)和正交波谱Q(1)与Q(2)的各波数位 置的峰高，以得到各波数的校准PAS信号。可以利用等式1-4计算校准PAS信号，如下所示。
[I(1)]cal＝I(1)–n*I(2) (1)
[I(2)]cal＝I(2)–m*I(1) (2)
[Q(1)]cal＝Q(1)–n*Q(2) (3)
[Q(2)]cal＝Q(2)–m*Q(1) (4)
其中1和2代表与两个层的吸收特征相应的两个吸收带，其部分重叠，I代表同相标准化波谱强度，Q代表正交标准化波谱强度，下标“cal”表示强度或相角的校准值，变量“m”和“n”代表来自单纯组分的相应(不饱和)波谱的两个带的带比系数(或校正系数)。如本 文进一步说明，等式1-4可以扩展到三带分析，其中三个带彼此部分重叠。例如，一个中 央带可具有分别在中央带左侧和右侧的两个侧带，侧带相应于多层样品的三个层的吸收特 征。
在步骤19，步骤18中确定的值可用于计算各波数的校准相角。等式5-6可用于计算各波数的校准相角，如下所示。
Figure BDA0002367213960000081
Figure BDA0002367213960000082
其中Φ(1)cal代表第一层的校准相角，并且Φ(2)cal代表第二层的校准相角。
在步骤19，可以确定校准相角之间的差值。该差值可乘以热扩散深度(D)以确定层厚度。等式7可用于计算层厚度，如下所示。
[Φ(1)]cal-[Φ(2)]cal*D (7)
通过利用以下实例和结果，进一步说明本文所述的方法和系统。图2是显示HLG5层压材料的实例相位谱和幅度谱的图。在光声波谱红外(PAS-IR)幅度谱中，在1732cm-1观察到来自底料(primer)的丙烯酸C＝O。在此实例测量中，此带是检测到的唯一底料带， 而不幸的是与1775cm-1的聚碳酸酯的C＝O伸缩(stretch)(带)部分重叠，使层厚度测 量复杂化。使用HLG5层压材料的样品，举例示例等式1-7中描述的算法的应用。结果显 示在表1和2中。表1显示了来自聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)和聚碳酸酯(PC)层的 两个略微重叠带的重叠系数的实例计算。
表1
Figure BDA0002367213960000083
表2显示了通过使用等式1-4计算校准强度值和相角值的结果。
表2
Figure BDA0002367213960000091
基于HLG5的校准带强度和相角来计算底料层的厚度。基于校准相角的厚度：
d＝ΔΦ(cal)μ＝(0.4436-0.3808)×6.3μm＝0.4μm
图3-6显示了实例多层样品，其包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、和高密度聚乙烯(PE-HD)。已知该多层样品具有3μm的PET层、17μm的尼龙层、和PE-HD层。 图3显示了该多层样品的层的实例视图。图4是显示该实例多层样品的参考波谱数据的图。 图5是显示波谱数据的同相分量和正交分量的图。图6是显示该实例多层样品的幅度和相 角的图。表3显示了利用本文所述方法相比于利用常规方法确定PET层的层厚度的结果比 较。结果显示，本公开的方法更加准确。
表3
Φ1728cm<sup>-1</sup> Φ1641cm<sup>-1</sup> D 方法 层厚度(μm)
0.148 .470 8 相位谱 2.6
0.145 0.525 8 校正的I&Q波谱 3.0
图7-9显示了包括PC、PMMA和PE-HD的另一实例多层样品。图7显示了该多层样 品的层的实例视图。已知该多层样品具有5μm的PC层、50μm的PMMA层、和PE-HD 层。图8是显示该实例多层样品的幅度和相角的图。图9是利用本文所述方法相比于常规 方法确定PC层的层厚度的结果的实例输出显示。表4显示了层计算的结果总结。结果显 示，本公开的方法更加准确。
表4
Figure BDA0002367213960000101
以下是本文的方法和系统如何应用于确定2层或更多层(例如，如果存在3层或更多 层)的层厚度的情况的示例。图10是显示包括三层的实例多层样品的图。多层样品可包括层1(上层)、层2(中层)和层3(下层)。本公开的技术可以用来确定层1的厚度(d1) 和层2的厚度(d2)。
图11是显示包括三层的多层样品的带重叠的图。层厚度校正可以扩展到呈现多于一层 带来的波谱干扰的多层样品，如本文更加详细说明。本公开的技术可用于确定如下所述的 几个参数。符号σ1、σ2和σ3分别是层1、2和3的三个不同吸收带的峰位置。在此实例中，三个带全都彼此重叠。P1、P2和P3是不同带的PAS强度，可以在校准之前利用步进扫描 PAS测量。(P1)cal、(P2)cal和(P3)cal是用步进扫描PAS测量的三个不同带的校准PAS强度。P 代表在步进扫描PAS实验中直接测量的I(同相)或Q(正交)通道PAS强度。A1、A2和A3分别是通过无波谱饱和法(spectral saturation free method)(如基于透射的方法)测量 的这3个单纯层材料的吸收度(absorbance)或吸收带强度。符号d1和d2分别是层1和层 2的厚度。
以下6个系数(i、j、k、l、m和n)可以被确定并用于PAS强度校准，以进行3层材 料更准确的厚度确定。
Figure BDA0002367213960000102
Figure BDA0002367213960000103
Figure BDA0002367213960000104
Figure BDA0002367213960000105
Figure BDA0002367213960000106
Figure BDA0002367213960000107
其中(A2)σ1和(A2)σ2代表用基于透射的方法分别在波数(波长)σ1和σ2下测量的纯层 2材料的吸收强度。同样，A项的类似定义适用于所有其它系数。
波谱强度校准可以如下进行。上述6个系数可以三组使用：i和j可用于P1强度校准； k和l可用于P2强度校准；以及m和n可用于P3强度校准。PAS强度校准然后可如下表示：
(P1)cal＝P1-iP2-jP3 (14)
(P2)cal＝P2-kP1-lP3 (15)
(P3)cal＝P3-mP1-nP2 (16)
以上三个公式结合这6个系数的定义可用于校准两个正交的PAS波谱强度I和Q，因此(I)cal和(Q)cal可以如下表示：
(I1)cal＝I1-iI2-jI3 (17)
(I2)cal＝I2-kI1-lI3 (18)
(I3)cal＝I3-mI1-nI2 (19)
(Q1)cal＝Q1-iQ2-jQ3 (20)
(Q2)cal＝Q2-kQ1-lQ3 (21)
(Q3)cal＝Q3-mQ1-nQ2 (22)
光声相位校准和层厚度确定可以如下进行。可以使用以上校准的I和Q强度以及以下 等式来校准PA相角：
Figure BDA0002367213960000111
Figure BDA0002367213960000112
Figure BDA0002367213960000113
然后可以使用以下公式来确定层1和2的层厚度：
Figure BDA0002367213960000114
Figure BDA0002367213960000115
其中，μ1和μ2分别是层1和层2的热扩散长度。
在各个方面中，本公开涉及和包括至少以下方面。
方面1.系统，其包括以下、由以下组成、或主要由以下组成：能量源，所述能量源被配置以向多层样品施加能量，该多层样品包括与第二层相邻的第一层，其中第一层包括与第一波谱带相关联的第一材料，并且第二层包括与第二波谱带相关联的第二材料，其中第一波谱带至少部分地与第二波谱带重叠；传声器，所述传声器被配置以响应于施加能量到多层样品而检测从多层样品发出的声波；和一个或多个处理器，所述处理器被配置以：确定指示所检测到的从多层样品发出的声波的波谱数据；确定指示在单层样品中的第一材料的第一参考波谱数据；确定指示在单层样品中的第二材料的第二参考波谱数据；基于第二参考波谱数据来确定第一校正系数；基于第一参考波谱数据来确定第二校正系数；基于第一校正系数、第二校正系数和波谱数据来确定第一层的厚度；和输出第一层的厚度。
方面2.方面1的系统，其中第一参考波谱数据包括透射波谱数据。
方面3.方面1-2中任一项的系统，其中第一材料或第二材料中的一个或多个包括聚合 物。
方面4.方面1-3中任一项的系统，其中确定指示所检测到的从多层样品发出的声波的 波谱数据包括操作能量源和传声器，以测量多层样品对能量源的声学响应。
方面5.方面1-4中任一项的系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置以对于波 谱数据的一个或多个信号分量确定与第一参考波谱数据中的峰高相关联的一个或多个带 位置，和确定所述一个或多个带位置中每一个的对应峰高，其中第二校正系数基于峰高。
方面6.方面5的系统，其中波谱数据的所述一个或多个信号分量包括同相分量和正 交分量，并且其中所述一个或多个带位置包括多个波数位置。
方面7.方面1-6中任一项的系统，其中第一校正系数包括第二参考波谱数据的 第一峰与第二参考波谱数据的第二峰的比，并且其中第二校正系数包括第一参考波谱数据的第一峰与第一参考波谱数据的第二峰的比。
方面8.方面1-7中任一项的系统，其中所述一个或多个处理器还被配置以：基于第一 校正系数来确定与第一波谱带相关联的第一校准相角；基于第二校正系数来确定与第二波 谱带相关联的第二校准相角；并且其中确定第一层的厚度基于确定第一校准相角与第二校 准相角之间的差。
方面9.方面8的系统，其中确定与第一波谱带相关联的第一校准相角包括：确定与第一波谱带相关联的第一校准同相分量，其中基于将第一校正系数与与第二波谱带相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第一校准同相分量，确定与第一波谱带相关联的第一校准正交分量，其中基于将第一校正系数与与第二波谱带相关联的波谱数据的正交分量乘积来确定第一校准正交分量；和基于第一校准同相分量与第一校准正交分量的比来确定第一校准相角。
方面10.方面8-9中任一项的系统，其中确定与第二波谱带相关联的第二校准相角包 括：确定与第二波谱带相关联的第二校准同相分量，其中基于将第二校正系数与与第一波 谱带相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第二校准同相分量；确定与第二波谱带相关 联的第二校准正交分量，其中基于将第二校正系数与与第一波谱带相关联的波谱数据的正 交分量乘积来确定第二校准正交分量；和基于第二校准同相分量与第二校准正交分量的比 来确定第二校准相角。
方面11.方面8-10中任一项的系统，其中确定与第一波谱带相关联的第一校准相角包 括基于将第一校正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定多个波数位置中每一个的 第一校准相角值，并且其中确定与第二波谱带相关联的第二校准相角包括基于将第二校正 系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定所述多个波数位置中每一个的第二校准相角 值。
方面12.方面1-11中任一项的系统，其中多层样品包括与第一层或第二层中的一个或 多个相邻的第三层，其中第三层包括与第三波谱带相关联的第三材料，第三波谱带至少部 分地与第一波谱带或第二波谱带中的一个或多个重叠；并且进一步包括：确定指示在单层 样品中的第三材料的第三参考波谱数据；基于第三参考波谱数据和基于第一参考波谱数据 或第二参考波谱数据中的一个或多个来确定第三校正系数；并且其中基于第三校正系数来 确定第一层的厚度。
方面13.方面12的系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置以：确定与第三波谱带相关联的第三校准相角；和基于确定第三校准相角与与第二层相关联的第二校准相角之间的差来确定第二层的厚度。
方面14.方法，其包括以下、由以下组成、或主要由以下组成：基于多层样品的光声波谱仪测量来确定波谱数据，所述多层样品包括与第二层相邻的第一层，其中第一层包括与第一波谱带相关联的第一材料，并且第二层包括与第二波谱带相关联的第二材料，其中第一波谱带至少部分地与第二波谱带重叠；确定指示在单层样品中的第一材料的第一参考波谱数据；确定指示在单层样品中的第二材料的第二参考波谱数据；基于第二参考波谱数据来确定第一校正系数；基于第一参考波谱数据来确定第二校正系数；基于第一校正系数、第二校正系数和波谱数据来确定第一层的厚度；和输出第一层的厚度。
方面15.方面14的方法，其中第一参考波谱数据包括透射波谱数据。
方面16.方面14-15中任一项的方法，其中第一材料或第二材料中的一种或多种包括 聚合物。
方面17.方面15-16中任一项的方法，其中确定波谱数据包括操作能量源和传声器以 测量多层样品对能量源的声学响应。
方面18.方面14-17中任一项的方法，进一步包括对于波谱数据的一个或多个信号分 量确定与第一参考波谱数据中的峰高相关联的一个或多个带位置，和确定所述一个或多个 带位置中每一个的对应峰高，其中第二校正系数基于峰高。
方面19.方面18的方法，其中波谱数据的所述一个或多个信号分量包括同相分量和 正交分量，并且其中所述一个或多个带位置包括多个波数位置。
方面20.方面14-19中任一项的方法，其中第一校正系数包括第二参考波谱数据的第 一峰与第二参考波谱数据的第二峰的比，并且其中第二校正系数包括第一参考波谱数据的 第一峰与第一参考波谱数据的第二峰的比。
方面21.方面14-20中任一项的方法，进一步包括：基于第一校正系数来确定与第一 波谱带相关联的第一校准相角；基于第二校正系数来确定与第二波谱带相关联的第二校准 相角；并且其中基于确定第一校准相角与第二校准相角之间的差来确定第一层的厚度。
方面22.方面21的方法，其中确定与第一波谱带相关联的第一校准相角包括：确定与第一波谱带相关联的第一校准同相分量，其中基于将第一校正系数与与第二波谱带相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第一校准同相分量；确定与第一波谱带相关联的第一校准正交分量，其中基于将第一校正系数与与第二波谱带相关联的波谱数据的正交分量乘积来确定第一校准正交分量；和基于第一校准同相分量与第一校准正交分量的比来确定第一校准相角。
方面23.方面21-22中任一项的方法，其中确定与第二波谱带相关联的第二校准相角 包括：确定与第二波谱带相关联的第二校准同相分量，其中基于将第二校正系数与与第一 波谱带相关联的波谱数据的同相分量乘积来确定第二校准同相分量；确定与第二波谱带相 关联的第二校准正交分量，其中基于将第二校正系数与与第一波谱带相关联的波谱数据的 正交分量乘积来确定第二校准正交分量；和基于第二校准同相分量与第二校准正交分量的 比来确定第二校准相角。
方面24.方面21-23中任一项的方法，其中确定与第一波谱带相关联的第一校准相角 包括基于将第一校正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定多个波数位置中每一个 的第一校准相角值，并且其中确定与第二波谱带相关联的第二校准相角包括基于将第二校 正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定所述多个波数位置中每一个的第二校准相 角值。
方面25.方面14-24中任一项的方法，其中多层样品包括与第一层或第二层中的一个 或多个相邻的第三层，其中第三层包括与第三波谱带相关联的第三材料，第三波谱带至少 部分地与第一波谱带或第二波谱带中的一个或多个重叠；并且进一步包括：确定指示在单 层样品中的第三材料的第三参考波谱数据；基于第三参考波谱数据和基于第一参考波谱数 据或第二参考波谱数据中的一个或多个来确定第三校正系数；并且其中基于第三校正系数 来确定第一层的厚度。
方面26.方面25的方法，其进一步包括确定与第三波谱带相关联的第三校准相角；和基于确定第三校准相角与与第二层相关联的第二校准相角之间的差来确定第二层的厚度。
方面27.非暂时性计算机可读介质，其包括以下、由以下组成、或主要由以下组成：计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被一个或多个处理器执行时使装置执行方面14-26中任一项的方法。
方面28.装置，其包括以下、由以下组成、或主要由以下组成：处理器；和存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被处理器执行时使装置执行方面14-26中任一项的方法。
图12描绘了可在各种方面中使用的计算装置，如图1中描绘的数据单元108、参考装 置114和任何其它装置。图12中所示的计算机结构显示了常规的服务器计算机、工作站、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、网络设备、PDA、电子阅读器、数字手机、或其 它计算节点，并且可用于执行本文所述的计算机任何方面，如实施本文所述的方法。
计算装置1200可包括基板或“母板”，其是可通过系统总线或其它电子通信途径连接多 个部件或装置的印刷电路板。一个或多个中央处理单元(CPU)1204可以结合芯片组1206 运行。CPU(一个或多个)1204可以是标准可编程处理器，其执行计算装置1200的运行所需的算术和逻辑运算。
CPU(一个或多个)1204可通过从一个离散的物理状态转变到下一个离散的物理状态来执行所需的运算——通过对区分和改变这些状态的切换元件的操纵。切换元件可总体上包括：维持两个二元(binary)状态中的一个的电子电路，如触发器(flip-flops)；和基于一个或多个其它切换元件的状态的逻辑组合来提供输出状态的电子电路，如逻辑门。这些基本切换元件可被组合，以创建更复杂的逻辑电路，包括寄存器、加法-减法器、算术逻辑单元(arithmetic logic units)、浮点单元等。
CPU(一个或多个)1204可附加或替换为其它处理单元，如CPU(一个或多个)1205。CPU(一个或多个)1205可包括专用于但不一定限于高度平行计算(如图形处理和其它可 视化相关处理)的处理单元。
芯片组1206可在CPU(一个或多个)1204与基板上其余部件和装置之间提供接口。芯片组1206可提供随机存取存储器(RAM)1208的接口，随机存取存储器(RAM)1208 用作计算装置1200中的主存储器。芯片组1206可进一步提供诸如只读存储器(ROM)1220 或非易失性RAM(NVRAM)(未显示)的计算机可读存储介质的接口，以存储可帮助启 动计算装置1200和在各种部件和装置之间传递信息的基本例行程序(routines)。ROM 1220 或NVRAM还可以存储根据本文描述的方面运行计算装置1200所需的其它软件部件。
计算装置1200可以利用通过局域网(LAN)1216与远程计算节点和计算机系统的逻辑连接而在联网环境中运行。芯片组1206可包括通过网络接口控制器(NIC)1222(如千 兆以太网适配器)提供网络连接的功能。NIC 1222可以能够通过网络1216将计算装置1200 连接到其它计算节点。应当理解，多个NIC 1222可以存在于计算装置1200中，将计算装 置连接到其它类型的网络和远程计算机系统。
计算装置1200可以连接到为计算机提供非易失性存储的大容量存储装置1228。大容 量存储装置1228可以存储系统程序、应用程序、其它程序模块、和数据，这在本文已经被更详细描述。大容量存储装置1228可以通过连接到芯片组1206的存储器控制器1224 连接到计算装置1200。大容量存储装置1228可由一个或多个物理存储单元组成。存储器 控制器1224可通过串行连接SCSI(SAS)接口、串行高级技术附件(SATA)接口、纤维 通道(FC)接口、或用于在计算机和物理存储单元之间物理连接和传输数据的其它类型的 接口与物理存储单元连接。
计算装置1200可通过转换物理存储单元的物理状态以反映被存储的信息而将数据存 储在大容量存储装置1228上。物理状态的具体转换可取决于各种因素和本说明书的不同 实施方案。这种因素的示例可包括但不限于用于实施物理存储单元的技术以及大容量存储 装置1228表征为主存储器还是辅助存储器等。
例如，计算装置1200可通过以下将信息存储到大容量存储装置1228：经由存储器控 制器1224发布指令以改变磁盘驱动单元内特定位置的磁特征、光学存储单元中特定位置 的反射或折射特征、或固态存储单元中特定电容器、晶体管或其它离散部件的电特征。在 不背离本说明书的范围和精神的情况下，物理介质的其它转换是可能的，前述实例的提供 仅是为了便于此说明。计算装置1200可以通过检测物理存储单元内一个或多个特定位置 的物理状态或特征来进一步从大容量存储装置1228读取信息。
除了上述大容量存储装置1228之外，计算装置1200还可以访问其它计算机可读存储 介质以存储和调取信息，如程序模块、数据结构、或其它数据。本领域技术人员应当理解， 计算机可读存储介质可以是实现非暂时性数据的存储并且可被计算装置1200访问的任何 可利用的介质。
作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括在任何方法或技术中实施的易失性和 非易失性的暂时性计算机可读存储介质和非暂时性计算机可读存储介质、和可移除和不可 移除介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、可擦除可编程ROM(“EPROM”)、 可电擦除可编程ROM(“EEPROM”)、闪存或其它固态存储技术、光盘ROM(“CD-ROM”)、 数字多用途磁盘(“DVD”)、高清DVD(“HD-DVD”)、BLU-RAY、或其它光学存储器、 磁盒(magnetic cassettes)、磁带、磁盘存储器、其它磁存储装置、或可用于以非临时方式 存储所需信息的任何其它介质。
大容量存储装置，如图12中描绘的大容量存储装置1228，可以存储用于控制计算装 置1200的操作的操作系统。操作系统可包括LINUX操作系统版本。操作系统可包括来自MICROSOFT公司的WINDOWS SERVER操作系统版本。根据其它方面，操作系统可包括 UNIX操作系统版本。也可以使用各种移动电话操作系统，如IOS和ANDROID。应当理 解，也可以使用其它操作系统。大容量存储装置1228可以存储计算装置1200所利用的其 它系统或应用程序和数据。
大容量存储装置1228或其它计算机可读存储介质也可用计算机可执行指令编码，计 算机可执行指令在被加载到计算装置1200中时将该计算装置从通用计算系统转换为能够 实施本文所述方方面面的专用计算机。这些计算机可执行指令通过指定CPU(一个或多个) 1204如何在状态之间转变来转换计算装置1200，如上所述。计算装置1200可以访问存储 计算机可执行指令的计算机可读存储介质，该计算机可执行指令在被计算装置1200执行 时可以执行本文描述的方法。
计算装置，如图12中描绘的计算装置1200，还可包括输入/输出控制器1232，用于接 收和处理来自多种输入装置(如键盘、鼠标、触摸板、触摸屏、电子笔、或其它类型的输入装置)的输入。类似地，输入/输出控制器1232可将输出提供给显示器，如计算机监视 器、平板显示器、数字投影仪、打印机、绘图器、或其它类型的输出装置。将理解，计算 装置1200可以不包括图12中所示的所有部件，可以包括未在图12中明确显示的其它部 件，或者可以采用与图12中所示完全不同的机构。
如本文所述，计算装置可以是物理计算装置，如图12的计算装置1200。计算节点还可包括虚拟机主进程和一个或多个虚拟机事例(instances)。计算机可执行指令可间接通过 在虚拟机环境中存储和执行的指令的翻译和/或执行由计算装置的物理硬件执行。
应当理解，方法和系统不限于具体方法、具体部件、或具体实施方案。还应理解，本文所用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不意图限制。
如说明书和所附权利要求中使用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指代， 除非上下文另有明确说明。范围在本文中可表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一具体 值。当这样的范围被表示时，另一实施方式包括从该一个具体值和/或到该另一具体值。类 似地，当通过使用先行词“约”，将数值表示为近似值时，将理解，该具体值形成另一实施 方式。还将理解的是，各范围的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是有意义 的(significant)。
“任选的”或“任选地”是指后述事件或情况可以发生或者可以不发生，并且该描述包括 所述事件或情况发生的情形以及事件或情况不发生的情形。
贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括”和该词语的变型如“包含”和“含有”是指 “包括但不限于”，并且不意图排除例如其它部件、整数或步骤。“示例性”是指“实例”，并 且不意图传达优选或理想实施方式的意味。“如”不以限制性意义使用，而是用于说明性目 的。
描述了可用于执行所述方法和系统的部件。当描述这些部件的组合、子组、相互作用、 群组等时，应理解，虽然各种个体和集体组合和排列中每一种的具体提及可能没有被明确 描述，但是对于所有方法和系统，每一种均在本文被具体考虑和描述。这适用于本申请的 所有方面，包括但不限于所述方法中的操作。因此，如果有多种其它操作可以被执行，则 应理解，这些其它操作中的每一个可以利用所述方法的任意具体实施方式或实施方式组合 来执行。
如本领域技术人员将理解，方法和系统可以采用完全硬件实施方式、完全软件实施方 式、或结合软件方面和硬件方面实施方式的形式。此外，方法和系统可以采用基于计算机 可读存储介质的计算机程序产品的形式，计算机可读程序指令(例如，计算机软件)在该 存储介质中实施。更具体地，本方法和系统可以采用网络实施的计算机软件的形式。可以 利用任何适合的计算机可读存储介质，包括硬盘、CD-ROM、光学存储装置、或磁存储装置。
下面参考方法、系统、装备和计算机程序产品的框图和流程图示例来描述方法和系统 的实施方式。将理解，框图和流程图示例的每个框以及框图和流程图示例中的框组合分别 可通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可被加载到通用计算机、专用计算机、 或其它可编程数据处理设备上以产生机器，使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执 行的指令创建用于实施一个或多个流程图框中指定的功能。
这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，计算机可读存储器可以指导计 算机或其它可编程数据处理设备以具体方式工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令 产生包括用于实施一个或多个流程图框中指定的功能的计算机可读指令的制品。也可将计 算机程序指令加载到计算机或其它可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机 或其它可编程设备上执行以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执 行的指令提供实施一个或多个流程图框中指定功能的步骤。
上述的各种特征和过程可以彼此独立地应用，或者可以以各种方式组合。所有可能的 组合和子组合意图落入本公开的范围内。另外，在某些实施方案中，可以省略某些方法或 过程框。本文所述的方法和过程不限于任何具体的顺序，并且其相关的框或状态可以以其 它适当顺序执行。例如，所述的框或状态可以以具体描述以外的顺序来执行，或者多个框 或状态可以组合在单一框或状态中。实例框或状态可以顺序、平行、或某种其它方式执行。 框或状态可被添加到所述的实例实施方式或从所述的实例实施方式中去除。本文所述的实 例系统和部件可被配置不同于所述。例如，与所述实例实施方式相比，可以添加、移除或 重排元件。
还将理解，各种项目被示例为在使用时存储在存储器中或存储装置上，并且出于存储 器管理和数据完整的目的，这些项目或其部分可以在存储器和其它存储装置之间转移。可 选地，在其它实施方式中，软件模块和/或系统中的一些或全部可以在另一装置上的存储器 中执行，并经由计算机间的通信与示例的计算系统通信。此外，在一些实施方式中，系统 和/或模块中的一些或全部可以以其它方式被实施或提供，如至少部分在固件和/或硬件中， 包括但不限于一个或多个专用集成电路(“ASIC”)、标准集成电路、控制器(例如，通过 执行适当的指令，并且包括微控制器和/或嵌入式控制器)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、 复杂可编程逻辑器件(“CPLD”)等。模块、系统和数据结构中的一些或全部也可以被存储 (例如，作为软件指令或结构化数据)在计算机可读介质(如硬盘、存储器、网络、或被 适当装置或经由适当连接读取的便携式介质制品(article))上。系统、模块和数据结构还 可作为生成的数据信号(例如，作为载波或其它模拟或数字传播信号的一部分)在各种计 算机可读传输介质(包括无线系介质和有线/电缆系介质)上传输，并且可以采用多种形式 (例如，作为单一模拟信号或多路复用模拟信号的一部分，或作为多个离散的数字包或帧)。 在其它实施方式中，这种计算机程序产品也可以采用其它形式。因此，本发明可以其它计 算机系统配置实践。
尽管已经结合优选实施方式和具体实例描述了方法和系统，但是并不意图将范围限于 所提出的具体实施方式，因为本文的实施方式意图在所有方面都是示例性的而非限制性的。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以进 行各种修改和改动。通过考虑说明书和本文描述的实践，其它实施方式对于本领域技术人 员将是显而易见的。意图说明书和实例附图仅被视为是示例性的，实际范围和精神由所附 权利要求指出。

Claims (15)

1.系统，其包括：
能量源，所述能量源被配置以向多层样品施加能量，所述多层样品包括与第二层相邻的第一层，其中所述第一层包括与第一波谱带相关联的第一材料，并且所述第二层包括与第二波谱带相关联的第二材料，其中所述第一波谱带至少部分地与所述第二波谱带重叠；
传声器，所述传声器被配置以响应于施加所述能量到所述多层样品而检测从所述多层样品发出的声波；和
一个或多个处理器，所述处理器被配置以：
确定指示检测到的从所述多层样品发出的声波的波谱数据；
确定指示在单层样品中的所述第一材料的第一参考波谱数据；
确定指示在单层样品中的所述第二材料的第二参考波谱数据；
基于所述第二参考波谱数据来确定第一校正系数；基于所述第一参考波谱数据来确定第二校正系数；基于所述第一校正系数、所述第二校正系数和所述波谱数据来确定所述第一层的厚度；和
输出所述第一层的厚度。
2.权利要求1所述的系统，其中所述第一参考波谱数据包括透射波谱数据。
3.权利要求1所述的系统，其中所述第一材料或所述第二材料中的一个或多个包括聚合物。
4.权利要求1所述的系统，其中确定指示所检测到的从所述多层样品发出的声波的波谱数据包括操作所述能量源和所述传声器，以测量所述多层样品对所述能量源的声学响应。
5.权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置以对于所述波谱数据的一个或多个信号分量确定与所述第一参考波谱数据中峰高相关联的一个或多个带位置，和确定所述一个或多个带位置中每一个处的对应峰高，其中所述第二校正系数基于所述峰高。
6.权利要求5所述的系统，其中所述波谱数据的所述一个或多个信号分量包括同相分量和正交分量，并且其中所述一个或多个带位置包括多个波数位置。
7.权利要求1所述的系统，其中所述第一校正系数包括所述第二参考波谱数据的第一峰与所述第二参考波谱数据的第二峰的比，并且其中所述第二校正系数包括所述第一参考波谱数据的第一峰与所述第一参考波谱数据的第二峰的比。
8.权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置以：
基于所述第一校正系数来确定与所述第一波谱带相关联的第一校准相角；
基于所述第二校正系数来确定与所述第二波谱带相关联的第二校准相角；并且
其中确定所述第一层的厚度基于确定所述第一校准相角与所述第二校准相角之间的差。
9.权利要求8所述的系统，其中确定与所述第一波谱带相关联的所述第一校准相角包括：
确定与所述第一波谱带相关联的第一校准同相分量，其中基于将所述第一校正系数与与所述第二波谱带相关联的所述波谱数据的同相分量乘积来确定所述第一校准同相分量，
确定与所述第一波谱带相关联的第一校准正交分量，其中基于将所述第一校正系数与与所述第二波谱带相关联的所述波谱数据的正交分量乘积来确定所述第一校准正交分量；和
基于所述第一校准同相分量与所述第一校准正交分量的比来确定所述第一校准相角。
10.权利要求8所述的系统，其中确定与所述第二波谱带相关联的所述第二校准相角包括：
确定与所述第二波谱带相关联的第二校准同相分量，其中基于将所述第二校正系数与与所述第一波谱带相关联的所述波谱数据的同相分量乘积来确定所述第二校准同相分量；
确定与所述第二波谱带相关联的第二校准正交分量，其中基于将所述第二校正系数与与所述第一波谱带相关联的所述波谱数据的正交分量乘积来确定所述第二校准正交分量；和
基于所述第二校准同相分量与所述第二校准正交分量的比来确定所述第二校准相角。
11.权利要求8所述的系统，其中确定与所述第一波谱带相关联的第一校准相角包括基于将所述第一校正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定多个波数位置中每一个的第一校准相角值，并且其中确定与所述第二波谱带相关联的第二校准相角包括基于将所述第二校正系数与相应波数位置的相应峰高乘积来确定所述多个波数位置中每一个的第二校准相角值。
12.权利要求1-7中任一项所述的系统，其中所述多层样品包括与所述第一层或所述第二层中的一个或多个相邻的第三层，其中所述第三层包括与第三波谱带相关联的第三材料，所述第三波谱带至少部分地与所述第一波谱带或所述第二波谱带中的一个或多个重叠；并且进一步包括：确定指示在单层样品中的所述第三材料的第三参考波谱数据；基于所述第三参考波谱数据和基于所述第一参考波谱数据或所述第二参考波谱数据中的一个或多个来确定第三校正系数；并且其中基于所述第三校正系数来确定所述第一层的厚度。
13.权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理器进一步被配置以：确定与所述第三波谱带相关联的第三校准相角；和基于确定所述第三校准相角与与所述第二层相关联的第二校准相角之间的差来确定所述第二层的厚度。
14.方法，其包括：
基于对多层样品的光声波谱仪测量来确定波谱数据，所述多层样品包括与第二层相邻的第一层，其中所述第一层包括与第一波谱带相关联的第一材料，并且所述第二层包括与第二波谱带相关联的第二材料，其中所述第一波谱带至少部分地与所述第二波谱带重叠；
确定指示在单层样品中的所述第一材料的第一参考波谱数据；
确定指示在单层样品中的所述第二材料的第二参考波谱数据；
基于所述第二参考波谱数据来确定第一校正系数；基于所述第一参考波谱数据来确定第二校正系数；基于所述第一校正系数、所述第二校正系数和所述波谱数据来确定所述第一层的厚度；和
输出所述第一层的厚度。
15.非暂时性计算机可读介质，其包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被一个或多个处理器执行时使装置执行权利要求14所述的方法。
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