Генерація ТГц
Кристали ZnTe
У сучасній спектроскопії у часовій області ТГц (THz-TDS) загальним підходом є генерація ТГц імпульсів шляхом оптичного випрямлення (OR) ультракоротких лазерних імпульсів, а потім детектування за допомогою електрооптичної дискретизації вільного простору (FEOS) у нелінійних кристалах спеціальної орієнтації .
При оптичному випрямленні смуга пропускання падаючого потужного лазерного імпульсу перетворюється на смугу випромінювання ТГц, тоді як оптичний і ТГц сигнал спільно поширюються через нелінійний кристал.
У FEOS як ТГц, так і слабкі пробні лазерні імпульси спільно поширюються через нелінійний кристал, що призводить до спричиненої ТГц полем фазової затримки спеціально попередньо поляризованого пробного лазерного імпульсу.Ця фазова затримка пропорційна напруженості електричного поля виявленого ТГц сигналу.
Кристали ZnTe з оптичним контактом
10x10x(1+0,01) мм
Нелінійні кристали, такі як ZnTe, з орієнтацією кристалів <110> можуть бути застосовані в OR і FEOS при нормальному падінні.Однак кристали з орієнтацією <100> не мають нелінійних властивостей, які необхідні для OR і FEOS, хоча їхні лінійні ТГц і оптичні властивості ідентичні кристалам з орієнтацією <110>. Вимоги для успішної генерації або виявлення ТГц в такому нелінійному кристалі THz-TDS-спектрометрі є фазовий узгодження між генеруючим (детектуючим) оптичним імпульсом і генерованим (детектованим) ТГц сигналом.Незважаючи на це, нелінійні кристали, придатні для застосування в ТГц спектроскопії, мають сильні оптичні фононні резонанси в діапазоні ТГц, сильна дисперсія показника заломлення ТГц обмежує частотний діапазон фазового узгодження.
Товсті нелінійні кристали забезпечують ТГц-оптичне узгодження фази у вузькому діапазоні частот. Вони підтримують лише частину смуги пропускання генеруючого (детектуючого) лазерного імпульсу, оскільки оптичні та ТГц сигнали зазнають більшого розсіювання на великих відстанях спільного поширення.Але генерований (виявлений) піковий сигнал, як правило, високий для великої відстані спільного поширення.
Тонкі нелінійні кристали забезпечують гарне ТГц-оптичне узгодження фази в межах повної смуги пропускання генеруючого (детектуючого) лазерного імпульсу, але потужність генерованого (виявленого) сигналу зазвичай невелика, оскільки потужність сигналу пропорційна відстаням спільного поширення ТГц-оптичного сигналу. .
Щоб забезпечити широкосмуговий фазовий узгодження при генерації та виявленні ТГц і одночасно підтримувати досить високу роздільну здатність по частоті, DIEN TECH успішно розробила рефракційний комбінований кристал ZnTe - кристал ZnTe товщиною 10 мкм (110) на (100)ZnTe відняти.У таких кристалах ТГц оптичне спільне розповсюдження має вирішальне значення лише в межах <110> частини кристала, а множинні відбиття мають охоплювати повну сукупну товщину кристала.
