產(chǎn)品簡(jiǎn)介
太赫茲工具箱提供 太赫茲時(shí)域光譜儀系統(THz-TDS)中的主要配件, 并且針對系統中的硬件提供相應的控制軟件, 我們也可以提供搭建系統的設計方案。
一,基于光電導天線(xiàn)的THz-TDS
如果您實(shí)驗室已經(jīng)具備了飛秒激光器,包括飛秒光纖激光器,鈦藍寶石飛秒激光器,脈沖寬度要求在100fs量級。您就可以以一個(gè)低成本的價(jià)格搭建一套太赫茲時(shí)域光譜儀系統。
搭建常規的基于光電導天線(xiàn)的THz-TDS,系統對fs激光器的要求如下:
脈沖寬度 | ~100 fs |
重復頻率 | 50-100 MHz |
平均功率 | ≥30 mW (自由空間天線(xiàn)) ≥50 mW (光纖耦合天線(xiàn),780 nm & 1060 nm) ≥50 mW (光纖耦合天線(xiàn),1550 nm) |
屹持光電提供客戶(hù)自己搭建THz-TDS的所有配件。
下面是基于光電導天線(xiàn)搭建的太赫茲時(shí)域光譜儀光路圖,系統中主要包括有:1)一對光電導天線(xiàn); 2)一個(gè)線(xiàn)性步進(jìn)電機;3) 信號發(fā)生器(給產(chǎn)生天線(xiàn)加偏置電壓);4)鎖相放大器 Lock InAmplifier. 再加上一些光學(xué)分束鏡,反射鏡常規光學(xué)元件,就可以搭建光路了。
需要注意的事項:
1,一般情況下,天線(xiàn)TDS系統分束鏡透反比為1:1,透射光反射光強度一樣。具體天線(xiàn)所加偏壓和天線(xiàn)需要的光強要根據不同廠(chǎng)家的天線(xiàn)規格而定(取決于光導天線(xiàn)電極結構)。德國B(niǎo)atop家的天線(xiàn)一般偏壓為10V,激發(fā)光和探測光功率均為10-15mW。
2,保證產(chǎn)生光路和探測光路的光程差在步進(jìn)電機補償范圍內。從BS分束鏡后開(kāi)始計算,經(jīng)過(guò)BS分束鏡的透射光,一直到THz Detector探測天線(xiàn)處為產(chǎn)生光路;經(jīng)過(guò)BS分束鏡的反射光,一直到THzDetector探測天線(xiàn)處為探測光路。步進(jìn)電機掃描過(guò)程中,當產(chǎn)生光路光程和探測光路光程相等時(shí),即為太赫茲時(shí)域譜的峰值所在。
3,搭建光路是最重要的就是光束對準天線(xiàn),調節光路時(shí),可以用一個(gè)萬(wàn)用表測量天線(xiàn)的電阻,當被激光照射時(shí),LT-GaAs基底的天線(xiàn)極間產(chǎn)生大量光生載流子,天線(xiàn)電阻也會(huì )大幅下降,通過(guò)實(shí)時(shí)觀(guān)測萬(wàn)用表上的電阻變化可以方便判斷光束是否準確的照射在了天線(xiàn)電極中間。
THz-TDS光路示意圖
基于光電導天線(xiàn)的太赫茲時(shí)域光譜儀系統主要硬件包括:
1, 電子盒套裝, 包括脈沖電壓產(chǎn)生器和鎖相探測裝置;
2,帶有準直TPX太赫茲透鏡的THz 光電導天線(xiàn);
3, 線(xiàn)性步進(jìn)電機;
4, 配套光譜儀軟件, 可實(shí)現快/慢掃描、成像和角度掃描等,THz頻譜計算分析如計算材料的折射率等。
1,光電導天線(xiàn):
Set of fiber-coupled antennas setup in a transmissionconfiguration
2,信號發(fā)生器&鎖相放大器(Lock in)
Data acqusition systems with BNC ports for emitter and detectorantenna
(右側BNC接口連接產(chǎn)生端天線(xiàn),為產(chǎn)生天線(xiàn)加偏置電壓,左側BNC接口連接探測端天線(xiàn),采集THz時(shí)域信號)
3, 線(xiàn)性步進(jìn)電機:
Zaber linear stage typically used as delay linein THz spectrometer.
4,控制軟件T3DS
Front panel of the T3DS software displaying the results of areference measurement
Imaging measurement of TDTS software
二,基于碲化鋅晶體的THz-TDS
下面是基于碲化鋅晶體ZnTe搭建的光泵浦太赫茲(OPTP)探測系統光路圖,主要部分還是一個(gè)太赫茲時(shí)域光譜儀系統,系統中主要包括有:1)一對碲化鋅晶體;2)二個(gè)線(xiàn)性步進(jìn)電機;3) 光學(xué)斬波器(調制信號);4)鎖相放大器 Lock In Amplifier.再加上一些光學(xué)分束鏡,反射鏡,離軸拋物鏡,偏振分光鏡,平衡光電探測器等,就可以搭建光路了。
需要注意的事項
1,下圖中有兩個(gè)分束鏡,三路光,經(jīng)過(guò)BS2后的發(fā)射光為激發(fā)ZnTe產(chǎn)生THz輻射的激發(fā)光,光強一般30-60mW視光斑尺寸大小而定。經(jīng)BS2后的透射光為探測光,光強一般為激發(fā)光的1/10。其他光強都留給經(jīng)BS1透射后的泵浦光,泵浦激發(fā)樣品。
2,需要調節1/4片將探測光變?yōu)閳A偏光,即進(jìn)入平衡探測器兩個(gè)孔的光強相等,差分信號為零(自由空間電光取樣原理不在此贅述,可參閱自由空間電光取樣探測器EOD)
3,透過(guò)產(chǎn)生端碲化鋅晶體后,由于會(huì )有激發(fā)光透射,需要用一塊太赫茲窗片如Teflon,或聚四氟乙烯、HDPE、或者塑料泡沫片擋住激發(fā)光,(提到的材料基本對太赫茲全透)。
4,同樣需要注意等光程點(diǎn)的問(wèn)題,由于加了泵浦光,從BS1分束鏡到sample樣品處的兩路光需要買(mǎi)足上面講到到的等光程點(diǎn)條件。
太赫茲時(shí)域光譜儀系統需要的其他配件
晶體(ZnTe、DAST、DSTMS、OH1、LiNbO3)
光電導天線(xiàn)(單極天線(xiàn)、天線(xiàn)陣列)
太赫茲近場(chǎng)探針
離軸拋物鏡
光學(xué)斬波器
THz脈沖電光取樣探測器
THz元件(THz偏振片,THz透鏡,THz濾波片、THz波片、THz棱鏡、THz分束鏡等)