Die Schichtdickenmessung mittels Terahertz-Technik basiert auf die Laufzeitverfahren.
Die Terahertzwelle wird an jeder Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichen optischen Materialparametern in einer transmittierten und einer reflektierten Teilwelle zerlegt. Zwei Peaks, die von zwei benachbarten Grenzen reflektiert sind, haben eine Zeitverzögerung proportional zur optischen Dicke. Ist der Brechungsindex bekannt, kann die mechanische Dicke berechnet werden.
Für eine dicke Schicht sind die beiden Peaks zeitlich getrennt und können mit Hilfe einer mathematischen Formel direkt berechnet werden. Für dünne Schichten überlagern sich die einzelnen Reflexe, so dass eine Regressionsanalyse zur Auflösung der einzelnen Schichten benötigt wird.
Im Terahertz-Bereich ist die Definition einer dünnen Schicht nicht streng definiert. Eine allgemeine Definition setzt die Grenze zwischen dicken und dünnen Schichten bei ca. 100 µm. Dieser Wert kann als absolute geometrische Dicke oder als optischer Weg genommen werden. Eine zweite Definition beschreibt mit dem Begriff „dünne Schicht“ jede Schicht, deren einzelne Reflexe sich im Zeitbereich überlappen. Diese Definition ergibt sich aus der zunehmenden Komplexität im Datenauswertungsprozess.
References: (1) Advanced GPU-Based Terahertz Approach for In-Line Multilayer Thickness Measurements / (2) Highly accurate thickness measurement of multi-layered automotive paints using terahertz technology
