Γενιά THz
Κρύσταλλοι ZnTe
Στη σύγχρονη φασματοσκοπία πεδίου χρόνου THz (THz-TDS), η κοινή προσέγγιση είναι η παραγωγή παλμών THz με οπτική ανόρθωση (OR) υπερμικρών παλμών λέιζερ και στη συνέχεια η ανίχνευση με ηλεκτροοπτική δειγματοληψία ελεύθερου χώρου (FEOS) σε μη γραμμικούς κρυστάλλους ειδικού προσανατολισμού. .
Στην οπτική ανόρθωση, το εύρος ζώνης του προσπίπτοντος ισχυρού παλμού λέιζερ μετατρέπεται στο εύρος ζώνης της εκπομπής THz, ενώ τόσο το οπτικό σήμα όσο και το σήμα THz διαδίδονται από κοινού μέσω του μη γραμμικού κρυστάλλου.
Στο FEOS, τόσο οι παλμοί λέιζερ THz όσο και οι παλμοί ασθενούς ανιχνευτή συν-διαδίδονται μέσω του μη γραμμικού κρυστάλλου, οδηγώντας σε επιβράδυνση φάσης που προκαλείται από το πεδίο THz του ειδικά προπολωμένου παλμού λέιζερ ανιχνευτή.Αυτή η επιβράδυνση φάσης είναι ανάλογη με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου του ανιχνευόμενου σήματος THz.
Κρύσταλλοι ZnTe σε επαφή με οπτική επαφή
10x10x(1+0,01)mm
Μη γραμμικοί κρύσταλλοι όπως το ZnTe, με προσανατολισμό κρυστάλλου <110> μπορούν να εφαρμοστούν σε OR και FEOS σε κανονική συχνότητα.Ωστόσο, οι κρύσταλλοι προσανατολισμού <100> δεν διαθέτουν μη γραμμικές ιδιότητες που απαιτούνται για το OR και το FEOS, αν και οι γραμμικές THz και οι οπτικές τους ιδιότητες είναι πανομοιότυπες με εκείνες των κρυστάλλων προσανατολισμού <110>. Οι απαιτήσεις για μια επιτυχημένη παραγωγή ή ανίχνευση THz Σε ένα τέτοιο μη γραμμικό φασματόμετρο THz-TDS που βασίζεται σε κρυστάλλους είναι η αντιστοίχιση φάσης μεταξύ του οπτικού παλμού που δημιουργεί (ανιχνεύει) και του παραγόμενου (ανιχνευόμενου) σήματος THz.Ωστόσο, οι μη γραμμικοί κρύσταλλοι που είναι κατάλληλοι για εφαρμογές φασματοσκοπίας THz έχουν ισχυρούς συντονισμούς οπτικών φωνονίων στην περιοχή THz, η ισχυρή διασπορά του δείκτη διάθλασης THz περιορίζει το εύρος συχνοτήτων αντιστοίχισης φάσης.
Οι παχιοί μη γραμμικοί κρύσταλλοι παρέχουν THz-οπτική αντιστοίχιση φάσης γύρω από μια στενή ζώνη συχνοτήτων. Υποστηρίζουν μόνο ένα κλάσμα του εύρους ζώνης του παλμού λέιζερ που δημιουργεί (ανιχνεύει), καθώς τα οπτικά σήματα και τα σήματα THz έχουν μεγαλύτερη απομάκρυνση σε μεγάλες αποστάσεις συν-διάδοσης.Αλλά η ισχύς του σήματος αιχμής που δημιουργείται (ανιχνεύεται) είναι γενικά υψηλή για μεγάλη απόσταση συν-διάδοσης.
Λεπτοί μη γραμμικοί κρύσταλλοι παρέχουν καλή αντιστοίχιση φάσης THz-οπτικής εντός του πλήρους εύρους ζώνης του παλμού λέιζερ που δημιουργεί (ανιχνεύεται), αλλά η παραγόμενη (ανιχνευόμενη) ισχύς σήματος είναι συνήθως μικρή, επειδή η ισχύς του σήματος είναι ανάλογη με τις αποστάσεις οπτικής συν-διάδοσης THz .
Προκειμένου να παρέχει μια ευρυζωνική αντιστοίχιση φάσης στη δημιουργία και ανίχνευση THz και να διατηρήσει την ανάλυση συχνότητας αρκετά υψηλή ταυτόχρονα, η DIEN TECH ανέπτυξε με επιτυχία διαθλαστικό συνδυασμένο κρύσταλλο ZnTe - κρύσταλλο ZnTe πάχους 10 μm (110) σε (100) ZnTe αφαιρώ.Σε τέτοιους κρυστάλλους η οπτική συν-διάδοση THz είναι κρίσιμη μόνο εντός του <110> τμήματος του κρυστάλλου και οι πολλαπλές αντανακλάσεις πρέπει να καλύπτουν το πλήρες συνδυασμένο πάχος κρυστάλλου.
