本发明提供了一种时域太赫兹(THz)测量系统，该系统包括单个基准表面。提供单个基准表面的基准梁被支撑在两个安装点处，两个安装点中的至少一个安装点是非固定安装点，以允许基准梁的热膨胀。系统在第一时间处采集不存在样品时的单个基准表面的空气扫描轮廓，并且在第二时间处采集存在样品时的样品扫描轮廓。系统还使用在采集空气扫描轮廓和样品扫描轮廓时收集的在样品边界之外的两个基准点处的距离测量结果来进行空气扫描轮廓的线性校正。系统测量样品的一个或多个特性，包括例如样品的厚度轮廓和样品的有效折射率轮廓。