太赫茲時(shí)域光譜課件

激光原理及應(yīng)用112021602太赫茲時(shí)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(shí)域光譜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)透射型太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)反射型太赫茲時(shí)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(duì)該波段進(jìn)行先期的探索；“Terahertz”這個(gè)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(huì)、航天局、國防部和國家衛(wèi)生學(xué)會(huì)等政府或軍事部門,對(duì)太赫茲科學(xué)研究項(xiàng)目持續(xù)提供了較大規(guī)模的資金支持。2.太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(jì)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(jí)的時(shí)間分辨率測(cè)量波形,展示物質(zhì)中發(fā)生在亞皮秒或皮秒級(jí)上的現(xiàn)象；4)所獲得的數(shù)據(jù)同時(shí)包含了THz脈沖的幅度和相位信息，因而可以對(duì)樣品介電常數(shù)的實(shí)部和虛部同時(shí)進(jìn)行測(cè)量；5)具有左右的信噪比，如此高的信噪比允許相對(duì)較短的掃描時(shí)間，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3．太赫茲時(shí)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(cè)裝置,以及時(shí)間延遲控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理系統(tǒng)組成.3.1透射型太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)QWP：四分之一波片—使O光和e光相位長(zhǎng)差PBS：渥拉斯頓棱鏡—產(chǎn)生兩個(gè)偏振方向垂直的分量3.2反射型太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)

當(dāng)THz脈沖照射樣本材料后,THz探測(cè)器接收由樣本材料反射的脈沖信號(hào)。延遲線的作用是調(diào)節(jié)反射鏡的位置，從而改變探測(cè)光到達(dá)THz探測(cè)器的時(shí)間。利用不同的探測(cè)光到達(dá)時(shí)間，THz電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化量能夠被測(cè)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(shí)域光譜系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)上比較方便，但是在測(cè)量樣品方面，該系統(tǒng)比較適用于固體材料的測(cè)量，樣品的大小受到限制；同時(shí)測(cè)量樣品不應(yīng)該吸收太嚴(yán)重，否則會(huì)降低測(cè)量的頻率范圍和測(cè)量的精度。反射型THz時(shí)域光譜系統(tǒng)對(duì)于實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生相位誤差。這就加大了樣品、樣