THz generasjon
ZnTe krystaller
I moderne THz-tidsdomenespektroskopi (THz-TDS) er den vanlige tilnærmingen generering av THz-pulser ved optisk likeretting (OR) av ultrakorte laserpulser og deretter deteksjon ved hjelp av elektrooptisk prøvetaking av ledig plass (FEOS) i ikke-lineære krystaller med spesiell orientering .
Ved optisk likeretting blir båndbredden til den innfallende kraftige laserpulsen konvertert til båndbredden til THz-utslipp, mens både det optiske og THz-signalet forplanter seg gjennom den ikke-lineære krystallen.
I FEOS forplanter både THz og svake probelaserpulser seg gjennom den ikke-lineære krystallen, noe som fører til THz-feltindusert faseretardasjon av den spesielt prepolariserte probelaserpulsen.Denne faseretardasjonen er proporsjonal med den elektriske feltstyrken til det detekterte THz-signalet.
Optisk kontaktede ZnTe-krystaller
10x10x(1+0,01)mm
Ikke-lineære krystaller som ZnTe, med <110> krystallorientering er i stand til å brukes i OR og FEOS ved normal forekomst.Krystallene med <100>-orientering har imidlertid ikke ikke-lineære egenskaper som er nødvendige for OR og FEOS, selv om deres lineære THz og optiske egenskaper er identiske med <110>-orienterte krystaller. Kravene for en vellykket generering eller deteksjon av THz i et slikt ikke-lineært krystallbasert THz-TDS-spektrometer er fasetilpasning mellom den genererende (detekterende) optiske pulsen og genererte (detekterte) THz-signal.Ikke desto mindre har de ikke-lineære krystallene som er egnet for THz-spektroskopiapplikasjoner sterke optiske fononresonanser i THz-området, den sterke spredningen av THz-brytningsindeksen begrenser fasetilpasningsfrekvensområdet.
Tykke ikke-lineære krystaller gir THz-optisk fasetilpasning rundt et smalt frekvensbånd. De støtter bare en brøkdel av båndbredden til den genererende (detekterer) laserpulsen, siden optiske og THz-signaler opplever større walk-off over lange co-propageringsavstander.Men den genererte (oppdagede) toppsignalstyrken er generelt høy for lang sam-forplantningsavstand.
Tynne ikke-lineære krystaller gir god THz-optisk fasetilpasning innenfor den fulle båndbredden til den genererende (detekterende) laserpulsen, men den genererte (detekterte) signalstyrken er vanligvis liten, fordi signalstyrken er proporsjonal med de THz-optiske co-propageringsavstandene .
For å gi en bredbåndsfasetilpasning i THz-generering og deteksjon og holde frekvensoppløsningen høy nok samtidig, utviklet DIEN TECH med suksess brytningskombinerte ZnTe-krystaller - en 10µm tykkelse (110) ZnTe-krystall på en (100)ZnTe trekke fra.I slike krystaller er den THz-optiske co-forplantningen bare avgjørende innenfor <110>-delen av krystallen, og de multiple refleksjonene må spenne over hele den kombinerte krystalltykkelsen.
