THz generation
ZnTe kristaller
I modern THz-tidsdomänspektroskopi (THz-TDS) är det vanliga tillvägagångssättet att generera THz-pulser genom optisk likriktning (OR) av ultrakorta laserpulser och sedan detektering genom elektrooptisk sampling av fritt utrymme (FEOS) i olinjära kristaller med speciell orientering .
Vid optisk likriktning omvandlas bandbredden för den infallande kraftfulla laserpulsen till bandbredden för THz-emission, medan både den optiska signalen och THz-signalen samutbreder sig genom den olinjära kristallen.
I FEOS fortplantar sig både THz och svaga sondlaserpulser tillsammans genom den olinjära kristallen, vilket leder till den THz-fältinducerade fasfördröjningen av den speciellt förpolariserade sondlaserpulsen.Denna fasretardation är proportionell mot den elektriska fältstyrkan hos den detekterade THz-signalen.
Optiskt kontaktade ZnTe-kristaller
10x10x(1+0,01)mm
Icke-linjära kristaller som ZnTe, med <110> kristallorientering kan appliceras i OR och FEOS vid normal incidens.Kristallerna med <100>-orientering har dock inte olinjära egenskaper som behövs för OR och FEOS, även om deras linjära THz och optiska egenskaper är identiska med de för <110>-orienterade kristaller. Kraven för en framgångsrik generering eller detektering av THz i en sådan icke-linjär kristallbaserad THz-TDS-spektrometer är fasmatchning mellan den genererande (detekterande) optiska pulsen och den genererade (detekterade) THz-signalen.Icke desto mindre har de olinjära kristallerna som är lämpliga för THz-spektroskopitillämpningar starka optiska fononresonanser i THz-området, den starka spridningen av THz-brytningsindex begränsar det fasmatchande frekvensområdet.
Tjocka olinjära kristaller ger THz-optisk fasmatchning runt ett smalt frekvensband. De stöder endast en bråkdel av bandbredden för den genererande (detekterande) laserpulsen, eftersom optiska signaler och THz-signaler upplever större avstånd över långa samutbredningsavstånd.Men den genererade (detekterade) toppsignalstyrkan är i allmänhet hög för långa samutbredningsavstånd.
Tunna olinjära kristaller ger bra THz-optisk fasmatchning inom hela bandbredden för den genererande (detekterande) laserpulsen, men den genererade (detekterade) signalstyrkan är vanligtvis liten, eftersom signalstyrkan är proportionell mot de THz-optiska samutbredningsavstånden .
För att tillhandahålla en bredbandig fasmatchning i THz-generering och detektering och hålla frekvensupplösningen tillräckligt hög samtidigt, utvecklade DIEN TECH framgångsrikt brytningskombinerad ZnTe-kristall - en 10µm tjock (110) ZnTe-kristall på en (100)ZnTe subtrahera.I sådana kristaller är den THz-optiska samutbredningen endast avgörande inom <110>-delen av kristallen, och de multipla reflektionerna måste sträcka sig över hela den kombinerade kristalltjockleken.
