基于光电导天线的太赫兹时域光谱仪系统主要硬件包括:
1, 电子盒套装, 包括脉冲电压产生器和锁相探测装置;
2,带有准直TPX太赫兹透镜的THz 光电导天线;
3, 线性步进电机;
4, 配套光谱仪软件, 可实现快/慢扫描、成像和角度扫描等,THz频谱计算分析如计算材料的折射率等。
1,光电导天线:
Set of fiber-coupled antennas setup in a transmissionconfiguration
2,信号发生器&锁相放大器(Lock in)
Data acqusition systems with BNC ports for emitter and detectorantenna
(右侧BNC接口连接产生端天线,为产生天线加偏置电压,左侧BNC接口连接探测端天线,采集THz时域信号)
3, 线性步进电机:
Zaber linear stage typically used as delay linein THz spectrometer.
4,控制软件T3DS
Front panel of the T3DS software displaying the results of areference measurement
Imaging measurement of TDTS software
二,基于碲化锌晶体的THz-TDS
下面是基于碲化锌晶体ZnTe搭建的光泵浦太赫兹(OPTP)探测系统光路图,主要部分还是***个太赫兹时域光谱仪系统,系统中主要包括有:1)***对碲化锌晶体;2)二个线性步进电机;3) 光学斩波器(调制信号);4)锁相放大器 Lock In Amplifier.再加上***些光学分束镜,反射镜,离轴抛物镜,偏振分光镜,平衡光电探测器等,就可以搭建光路了。
需要注意的事项
1,下图中有两个分束镜,三路光,经过BS2后的发射光为激发ZnTe产生THz辐射的激发光,光强***般30-60mW视光斑尺寸大小而定。经BS2后的透射光为探测光,光强***般为激发光的1/10。其他光强都留给经BS1透射后的泵浦光,泵浦激发样品。
2,需要调节1/4片将探测光变为圆偏光,即进入平衡探测器两个孔的光强相等,差分信号为零(自由空间电光取样原理不在此赘述,可参阅自由空间电光取样探测器EOD)
3,透过产生端碲化锌晶体后,由于会有激发光透射,需要用***块太赫兹窗片如Teflon,或聚四氟乙烯、HDPE、或者塑料泡沫片挡住激发光,(提到的材料基本对太赫兹全透)。
4,同样需要注意等光程点的问题,由于加了泵浦光,从BS1分束镜到sample样品处的两路光需要买足上面讲到到的等光程点条件。
太赫兹时域光谱仪系统需要的其他配件
晶体(ZnTe、DAST、DSTMS、OH1、LiNbO3)
光电导天线(单极天线、天线阵列)
太赫兹近场探针
离轴抛物镜
光学斩波器
THz脉冲电光取样探测器
THz元件(THz偏振片,THz透镜,THz滤波片、THz波片、THz棱镜、THz分束镜等)