基于光電導天線的太赫茲時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;
3, 線性步進電機;
4, 配套光譜儀軟件, 可實現快/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:
Set of fiber-coupled antennas setup in a transmissionconfiguration
2,信號發生器&鎖相放大器(Lock in)
Data acqusition systems with BNC ports for emitter and detectorantenna
(右側BNC接口連接產生端天線,為產生天線加偏置電壓,左側BNC接口連接探測端天線,采集THz時域信號)
3, 線性步進電機:
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***個太赫茲時域光譜儀系統,系統中主要包括有:1)***對碲化鋅晶體;2)二個線性步進電機;3) 光學斬波器(調制信號);4)鎖相放大器 Lock In Amplifier.再加上***些光學分束鏡,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,下圖中有兩個分束鏡,三路光,經過BS2后的發射光為激發ZnTe產生THz輻射的激發光,光強***般30-60mW視光斑尺寸大小而定。經BS2后的透射光為探測光,光強***般為激發光的1/10。其他光強都留給經BS1透射后的泵浦光,泵浦激發樣品。
2,需要調節1/4片將探測光變為圓偏光,即進入平衡探測器兩個孔的光強相等,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,透過產生端碲化鋅晶體后,由于會有激發光透射,需要用***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的問題,由于加了泵浦光,從BS1分束鏡到sample樣品處的兩路光需要買足上面講到到的等光程點條件。
太赫茲時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(單極天線、天線陣列)
太赫茲近場探針
離軸拋物鏡
光學斬波器
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)