JP2010533300A - 時間領域データ内のパルスの通過時間位置を測定するシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図14は多重ピーク発見のための2つの非標準「二極」の事例を示す。上の結果から、エッジ中点検出アルゴリズムを用いれば、多重ピークおよびピーク毎のエッジを分離して定量化できることが確認される。
ステップ38が「いいえ」の場合は、ステップ44で、最大値が最小値より前に起こったかどうか判定する。ステップ44が「いいえ」の場合は、この方法はステップ48に進む。これについては後で詳細に説明する。そうでない場合は、この方法はステップ46に進み、最小値から後に戻って最大値を決定する。
ステップ48で、波形の最小値と最大値の間のデータ点の部分集合の線形回帰を用いて直線の当てはめを行う。最後に、ステップ50で、パルス時間は線形回帰線が最大電圧と最小電圧の中点のときと決定する。
なぜなら、この周波数領域法は内挿せずに正確な結果を与えるからである。
ただし、WtrialおよびWrefは時間領域の試行波形および基準波形、Cは倍率、φ(v)はモデルピークから第1のサンプルピークへの位相シフト、δ(v)は第1のサンプルピークから第2のサンプルピークへの位相シフトである。最適化は試行波形とサンプル波形との差のRMS値を最小にすることである。すなわち、
2つの関数のコンボリューションはそのフーリエ変換の積に相当する。
デコンボリューションは、得られたTHz波形とTHz基準波形とが与えられたときに未知の対象を再構築する逆操作である。デコンボリューションの最も簡単な方法はフーリエ領域内の割り算を用いる。すなわち、
図28は、デコンボリューション結果にモデル当てはめを行ったものである。線68は基準パルスの3つのコピーをサンプルパルスに当てはめた結果である。線70は残留誤差である。
更に改善するには、図31に示すように層の材料の既知のまたは推定の屈折率値を用いてサンプル内の内部反射を計算する。黒丸は主な反射の振幅およびタイミングを示し、星印は塗料層の間のテラヘルツパルスの多重反動を示す。点線はやはり残留誤差を示す。
上に述べたように、時間領域のテラヘルツ波形パルスの主な測定特性はパルスの時間位置および振幅である。よく理解されているように、計器または環境の条件(例えば、雑音、ドリフト)は測定に影響を与え、この場合はピーク時間位置または振幅の測定の精度を下げる。システム内部基準は正しいシステム動作を保証すると共に、必要であれば、サンプル波形結果に訂正用のデータ(例えば、振幅のスケーリングまたは時間の較正)を与える。
較正エタロンは理想的には、熱膨張係数が低く、THz周波数での屈折率が低く、また非常に吸収度が低い、安定な材料から作るとよい。高密度ポリエチレン(HDPE)は妥当なターゲット材料である。低抵抗シリコンまたは石英ガラスもよい。
この方法では、空構造のデルタパルス通過時間値を測定して記録する必要がある。この値を絶対サンプル厚さの計算に用いる。
かかる高精度の値を用いると、サンプルの絶対厚さは次式で計算することができる。
[数8]
厚さ=(TRef−TPk1−TPk3+TPk2)xc
図4に示すように、透過測定においてサンプルを通してTHzパルスをマルチパスさせると、タイミング測定の不正確さは増さずに、空気基準とサンプルスキャンとの間の飛行時間遅れが大きくなることが観測される。これは望ましいことである。
この開示は、命令134を含みまたは伝播信号に応じて命令134を受けまたは実行するコンピュータ読取り可能媒体を考えているので、ネットワーク136に接続する装置は音声、ビデオ、またはデータをネットワーク136により伝送することができる。また、命令134はネットワークインターフェース装置130を介してネットワーク136により送信または受信してよい。
Claims (4)
- 時間領域テラヘルツ波形の時間データ内のピーク時間値を決定する方法であって、
前記時間領域テラヘルツ波形を受けるステップと、
前記波形のエッジの中点を決定するステップと、
前記中点付近の点の波形の直線当てはめを行うステップと、
時間データ内の前記ピーク時間値である切片値を決定するステップと、
を含むピーク時間値を決定する方法。 - 前記波形のエッジをゼロに設定するように前記波形をオフセットするステップを更に含む、請求項1記載のピーク時間値を決定する方法。
- 直線当てはめを行う前記ステップは前記波形の最小値と最大値との間のデータ点の部分集合の線形回帰を用いて行う、請求項1記載のピーク時間値を決定する方法。
- 前記切片値は前記波形の線形回帰線が前記波形の最小値と最大値との中点にあるときである、請求項1記載のピーク時間値を決定する方法。
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