THz generacija
Kristali ZnTe
V sodobni THz spektroskopiji v časovni domeni (THz-TDS) je običajni pristop generiranje THz impulzov z optično rektifikacijo (OR) ultrakratkih laserskih impulzov in nato detekcija z elektrooptičnim vzorčenjem v prostem prostoru (FEOS) v nelinearnih kristalih posebne orientacije .
Pri optičnem popravljanju se pasovna širina vpadnega močnega laserskega impulza pretvori v pasovno širino THz emisije, medtem ko se optični in THz signal sočasno širita skozi nelinearni kristal.
V FEOS se THz in šibki sondni laserski impulzi sočasno širijo skozi nelinearni kristal, kar vodi do THz polja inducirane fazne zakasnitve posebej predpolariziranega sondnega laserskega impulza.Ta fazni zamik je sorazmeren z jakostjo električnega polja zaznanega THz signala.
ZnTe kristali v optičnem kontaktu
10x10x(1+0,01)mm
Nelinearne kristale, kot je ZnTe, s kristalno orientacijo <110> je mogoče uporabiti v OR in FEOS pri normalni incidenci.Vendar pa kristali z orientacijo <100> nimajo nelinearnih lastnosti, ki so potrebne za OR in FEOS, čeprav so njihove linearne THz in optične lastnosti enake kot pri <110>-orientiranih kristalih. Zahteve za uspešno generiranje ali detekcijo THz v takem spektrometru THz-TDS na osnovi nelinearnih kristalov je fazno ujemanje med generirajočim (zaznavnim) optičnim impulzom in generiranim (zaznanim) THz signalom.Kljub temu imajo nelinearni kristali, primerni za aplikacije THz spektroskopije, močne optične fononske resonance v THz območju, močna disperzija THz lomnega količnika omejuje frekvenčno območje faznega ujemanja.
Debeli nelinearni kristali zagotavljajo THz-optično fazno ujemanje okoli ozkega frekvenčnega pasu. Podpirajo le del pasovne širine generiranega (zaznavnega) laserskega impulza, saj imajo optični in THz signali večji odklon na dolgih razdaljah soširjenja.Vendar je ustvarjena (zaznana) najvišja moč signala na splošno visoka za dolgo razdaljo soširjenja.
Tanki nelinearni kristali zagotavljajo dobro THz-optično fazno ujemanje v celotni pasovni širini generirajočega (zaznavnega) laserskega impulza, vendar je moč generiranega (zaznanega) signala običajno majhna, ker je moč signala sorazmerna z razdaljami THz-optičnega soširjenja .
Da bi zagotovili širokopasovno fazno ujemanje pri generiranju in detekciji THz ter hkrati ohranili dovolj visoko frekvenčno ločljivost, je DIEN TECH uspešno razvil lomni kombinirani kristal ZnTe - kristal ZnTe debeline 10 µm (110) na (100)ZnTe odšteti.V takšnih kristalih je THz-optično soširjenje ključno samo znotraj <110> dela kristala, večkratni odboji pa morajo zajemati celotno skupno debelino kristala.
