胶接结构广泛应用于航空航天等**领域，但在工艺制作及使用过程可能会产生胶接界面脱粘缺陷和损伤，由于太赫兹无损检测技术对非金属材料良好的穿透性能，已被广泛应用于复合材料的无损检测中，太赫兹无损检测技术在多层胶接结构样件胶层内部缺陷的无损检测方面具有较大优势。利用反射式太赫兹时域光谱系统检测多层胶接结构样件，得到的具有样件内部材料信息的太赫兹时域信号，但信号中还包含了大量的冗余特征和噪声等无效信息，这些无效信息大大降低了信号处理和分析效率。针对这一问题，文中提出了基于二阶梯度法提取太赫兹时域信号有效特征，以飞行时间误差为限制条件基于信号的时域特征自适应确定阈值，稀疏太赫兹时域信号，减少信号中冗余无效信息，实现太赫兹时域信号的有效压缩。然后，通过二值化图像分割识别多高斯恢复信号和太赫兹时域光谱系统检测信号的太赫兹图像缺陷区域。最后，制备具有脱粘缺陷的多层胶接结构样件，开展太赫兹无损检测实验。结果表明：文中算法的数据压缩率达到了81%，相比传统压缩算法离散余弦变换提高了59%，相比主成分分析算法提高了75%，相比K-SVD字典学习算法提高了26%，缩短了约80%的数据计算时间，减小了约95%数据存储空间占用，且缺陷识别偏差不超过0.05。文中算法极大地提高了数据处理和分析效率，保证了缺陷识别的精度。

采用频率范围为0.25~2.5 THz的反射式脉冲太赫兹时域光谱系统，对聚乙烯管道热熔接头缺陷进行了无损检测。利用PE100板材之间的热熔焊接模拟实际聚乙烯管道的热熔焊接，分别制作了标准热熔焊接和冷焊、过焊、未熔合和夹杂热熔缺陷接头样件。通过太赫兹系统逐点扫描，并对接头位置进行了波形及峰度成像分析。其中未熔合和夹杂热熔缺陷样件与标准焊接样件在波形上有明显差别；冷焊、过焊、未熔合及夹杂热熔缺陷在峰度成像图中可见明显缺陷轮廓。针对标准焊接和夹杂、未熔合热熔缺陷构建第一类小波散射网络-卷积神经网络缺陷识别模型进行缺陷定性分析，其缺陷识别率均可达到98%以上。针对标准焊接和夹杂金属、粗沙、树枝缺陷构建第二类缺陷识别模型进行定量识别，其缺陷识别相对误差均在7.42%以下。

多层胶接结构广泛应用于航空航天领域中，其粘接强度是保障工程安全的关键因素。采用飞行时间、能量、幅值等不同的太赫兹时域光谱参数表征多层胶接结构胶层的均匀性，进而评价多层胶接结构材料的胶接质量。采用太赫兹时域光谱飞行时间成像法对胶层区域的均匀性进行定性分析，通过计算获得4块实验样件的飞行时间相对标准差分别为8.78%、8.09%、7.30%和9.57%，实现了胶层均匀性的定量评价；利用太赫兹时域光谱能量积分信息，分别采用能量积分曲线的峰度和偏度定性分析胶层均匀性，通过计算获得4块实验样件能量标准偏差分别为0.95、0.9、0.71和1.01，实现了胶层均匀性的定量评价；此外，根据太赫兹时域光谱的幅值特征信息，以幅值离散系数定量地表征胶层均匀性。研究结果表明：太赫兹时域光谱的飞行时间、能量积分及幅值3种特征参数均能够实现多层胶接结构胶层均匀性的定量评价，该方法能够为多层胶接结构粘接强度的评估提供可靠的手段。

This study proposes a method based on material dispersion models to computationally simulate terahertz (THz) time-domain spectroscopy signals. The proposed method can accurately extract the refractive indices and extinction coefficients of optically thin samples and high-absorption materials in the THz band. This method was successfully used to extract the optical constants of a 470-μm-thick monocrystalline silicon sample and eliminate all errors associated with the Fabry–Pérot oscillation. When used to extract the optical constants of a 16.29-mm-thick polycarbonate sample, our method succeeded in minimizing errors caused by the low signal-to-noise ratio in the extracted optical constants.