Generacja THz
Kryształy ZnTe
We współczesnej spektroskopii w dziedzinie czasu THz (THz-TDS) powszechnym podejściem jest generowanie impulsów THz poprzez rektyfikację optyczną (OR) ultrakrótkich impulsów laserowych, a następnie wykrywanie za pomocą próbkowania elektrooptycznego w wolnej przestrzeni (FEOS) w nieliniowych kryształach o specjalnej orientacji .
W przypadku rektyfikacji optycznej szerokość pasma padającego silnego impulsu laserowego jest przekształcana na szerokość pasma emisji THz, podczas gdy zarówno sygnał optyczny, jak i sygnał THz rozprzestrzeniają się wspólnie w nieliniowym krysztale.
W FEOS zarówno impulsy laserowe THz, jak i słabe impulsy lasera sondy współpropagują przez nieliniowy kryształ, co prowadzi do indukowanego polem THz opóźnienia fazowego specjalnie spolaryzowanego impulsu lasera sondy.To opóźnienie fazy jest proporcjonalne do natężenia pola elektrycznego wykrytego sygnału THz.
Optycznie kontaktowane kryształy ZnTe
10x10x(1+0,01)mm
Nieliniowe kryształy, takie jak ZnTe, o orientacji kryształów <110>, można stosować w OR i FEOS z normalną częstotliwością.Jednakże kryształy o orientacji <100> nie mają właściwości nieliniowych, które są potrzebne dla OR i FEOS, chociaż ich liniowe THz i właściwości optyczne są identyczne z kryształami zorientowanymi <110>. Wymagania dotyczące skutecznego generowania lub wykrywania THz w takim nieliniowym spektrometrze THz-TDS opartym na kryształach występuje dopasowanie fazowe pomiędzy generowanym (wykrywającym) impulsem optycznym a generowanym (wykrywanym) sygnałem THz.Niemniej jednak nieliniowe kryształy odpowiednie do zastosowań w spektroskopii THz mają silne optyczne rezonanse fononowe w zakresie THz, a silna dyspersja współczynnika załamania światła THz ogranicza zakres częstotliwości dopasowania fazowego.
Grube nieliniowe kryształy zapewniają optyczne dopasowanie fazowe THz w wąskim paśmie częstotliwości. Obsługują tylko ułamek szerokości pasma generującego (wykrywającego) impulsu laserowego, ponieważ sygnały optyczne i THz podlegają większemu oddaleniu na długich dystansach współpropagacji.Jednak wygenerowana (wykryta) szczytowa siła sygnału jest zazwyczaj wysoka w przypadku długich odległości współpropagacji.
Cienkie nieliniowe kryształy zapewniają dobre dopasowanie fazy optycznej THz w całym paśmie generowanego (wykrywającego) impulsu laserowego, ale siła generowanego (wykrywanego) sygnału jest zwykle niewielka, ponieważ siła sygnału jest proporcjonalna do odległości współpropagacji optycznej THz .
Aby zapewnić szerokopasmowe dopasowanie fazowe w generowaniu i wykrywaniu THz, a jednocześnie zachować wystarczająco wysoką rozdzielczość częstotliwości, firma DIEN TECH z powodzeniem opracowała refrakcyjny połączony kryształ ZnTe - kryształ ZnTe o grubości 10 µm (110) na (100)ZnTe odejmij.W takich kryształach współpropagacja optyczna THz jest kluczowa tylko w obrębie części kryształu, a wielokrotne odbicia muszą obejmować całą łączną grubość kryształu.
