太赫茲時域光譜課件

激光原理及應(yīng)用112021602太赫茲時域光譜技術(shù)太赫茲歷史及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r太赫茲時域光譜技術(shù)的優(yōu)勢太赫茲時域光譜系統(tǒng)透射型太赫茲時域光譜技術(shù)反射型太赫茲時域光譜技術(shù)小結(jié)1.太赫茲歷史及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

1896年和1897年,Rubens和Nichols對該波段進(jìn)行先期的探索；“Terahertz”這個詞語正式在文章中出現(xiàn)卻是在1974年左右，F(xiàn)leming用它來描述邁克爾遜干涉儀所覆蓋的一段頻段的譜線；20世紀(jì)80年代中期,現(xiàn)代太赫茲科學(xué)與技術(shù)得到真正發(fā)展;20世紀(jì)90年代中期開始美國國家基金會、航天局、國防部和國家衛(wèi)生學(xué)會等政府或軍事部門,對太赫茲科學(xué)研究項目持續(xù)提供了較大規(guī)模的資金支持。2.太赫茲時域光譜技術(shù)的優(yōu)勢1)具有大約0.1～5THz的帶寬，這樣大的帶寬用普通方法是很難得到的；2)光譜計可以在室溫下工作，從而避免了復(fù)雜的制冷系統(tǒng)；3)能夠以皮秒級的時間分辨率測量波形,展示物質(zhì)中發(fā)生在亞皮秒或皮秒級上的現(xiàn)象；4)所獲得的數(shù)據(jù)同時包含了THz脈沖的幅度和相位信息，因而可以對樣品介電常數(shù)的實(shí)部和虛部同時進(jìn)行測量；5)具有左右的信噪比，如此高的信噪比允許相對較短的掃描時間，從而提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3．太赫茲時域光譜系統(tǒng)由飛秒激光器、太赫茲輻射產(chǎn)生裝置及相應(yīng)的探測裝置,以及時間延遲控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與信號處理系統(tǒng)組成.3.1透射型太赫茲時域光譜技術(shù)QWP：四分之一波片—使O光和e光相位長差PBS：渥拉斯頓棱鏡—產(chǎn)生兩個偏振方向垂直的分量3.2反射型太赫茲時域光譜技術(shù)

當(dāng)THz脈沖照射樣本材料后,THz探測器接收由樣本材料反射的脈沖信號。延遲線的作用是調(diào)節(jié)反射鏡的位置，從而改變探測光到達(dá)THz探測器的時間。利用不同的探測光到達(dá)時間，THz電場強(qiáng)度隨時間的變化量能夠被測量，再通過傅立葉變換得到反射頻譜。4.小結(jié)透射型太赫茲時域光譜系統(tǒng)在實(shí)驗調(diào)節(jié)上比較方便，但是在測量樣品方面，該系統(tǒng)比較適用于固體材料的測量，樣品的大小受到限制；同時測量樣品不應(yīng)該吸收太嚴(yán)重，否則會降低測量的頻率范圍和測量的精度。反射型THz時域光譜系統(tǒng)對于實(shí)驗技術(shù)上的要求比較高。要求反射鏡的位置和樣品的位置嚴(yán)格復(fù)位，否則就會產(chǎn)生相位誤差。這就加大了樣品、樣