Generovanie THz
Kryštály ZnTe
V modernej THz spektroskopii v časovej oblasti (THz-TDS) je bežným prístupom generovanie THz impulzov optickou rektifikáciou (OR) ultrakrátkych laserových impulzov a potom detekcia voľným priestorovým elektrooptickým vzorkovaním (FEOS) v nelineárnych kryštáloch špeciálnej orientácie. .
Pri optickej rektifikácii sa šírka pásma dopadajúceho silného laserového impulzu premení na šírku pásma emisie THz, zatiaľ čo optický aj THz signál sa šíria cez nelineárny kryštál.
Vo FEOS sa THz aj slabé laserové impulzy sondy šíria cez nelineárny kryštál, čo vedie k fázovej retardácii špeciálne predpolarizovaného laserového pulzu sondy indukovanej THz poľom.Táto fázová retardácia je úmerná sile elektrického poľa detekovaného THz signálu.
Optické kontaktné kryštály ZnTe
10 x 10 x (1 + 0,01) mm
Nelineárne kryštály ako ZnTe s orientáciou kryštálov <110> je možné použiť v OR a FEOS pri normálnom dopade.Kryštály s orientáciou <100> však nemajú nelineárne vlastnosti, ktoré sú potrebné pre OR a FEOS, hoci ich lineárne THz a optické vlastnosti sú totožné s vlastnosťami orientovaných kryštálov <110>. Požiadavky na úspešné generovanie alebo detekciu THz v takomto nelineárnom kryštálovom THz-TDS spektrometri je fázová zhoda medzi generovaným (detekujúcim) optickým impulzom a generovaným (detegovaným) THz signálom.Napriek tomu nelineárne kryštály vhodné pre aplikácie THz spektroskopie majú silné optické fonónové rezonancie v rozsahu THz, silná disperzia indexu lomu THz obmedzuje frekvenčný rozsah fázovej zhody.
Hrubé nelineárne kryštály poskytujú THz-optické fázové prispôsobenie v úzkom frekvenčnom pásme. Podporujú len zlomok šírky pásma generovaného (detekčného) laserového impulzu, pretože optické a THz signály zažívajú väčší prechod na dlhé vzdialenosti spoločného šírenia.Ale generovaná (detegovaná) špičková sila signálu je vo všeobecnosti vysoká pre veľkú vzdialenosť spoločného šírenia.
Tenké nelineárne kryštály poskytujú dobré THz-optické fázové prispôsobenie v rámci celej šírky pásma generovaného (detekčného) laserového impulzu, ale generovaná (detegovaná) sila signálu je zvyčajne malá, pretože sila signálu je úmerná vzdialenostiam THz-optického spoločného šírenia .
S cieľom poskytnúť širokopásmové fázové prispôsobenie pri generovaní a detekcii THz a zároveň udržať dostatočne vysoké frekvenčné rozlíšenie, DIEN TECH úspešne vyvinul refrakčný kombinovaný ZnTe kryštál – 10 µm hrubý (110) ZnTe kryštál na (100)ZnTe odčítať.V takýchto kryštáloch je THz-optické spoločné šírenie rozhodujúce iba v časti <110> kryštálu a viacnásobné odrazy musia pokrývať celú kombinovanú hrúbku kryštálu.
