THz generacija
Kristali ZnTe
U modernoj THz vremenskoj spektroskopiji (THz-TDS), uobičajeni pristup je generiranje THz impulsa optičkim ispravljanjem (OR) ultrakratkih laserskih impulsa i potom detekcija elektrooptičkim uzorkovanjem u slobodnom prostoru (FEOS) u nelinearnim kristalima posebne orijentacije .
Kod optičkog ispravljanja, širina pojasa upadnog snažnog laserskog pulsa pretvara se u širinu pojasa THz emisije, dok se i optički i THz signal zajednički šire kroz nelinearni kristal.
U FEOS-u, i THz i slabi impulsi lasera sonde zajednički se šire kroz nelinearni kristal, što dovodi do faznog usporavanja izazvanog THz poljem posebno prepolariziranog pulsa lasera sonde.Ova fazna retardacija proporcionalna je jakosti električnog polja detektiranog THz signala.
ZnTe kristali u optičkom kontaktu
10x10x(1+0,01)mm
Nelinearni kristali poput ZnTe, s orijentacijom kristala <110> mogu se primijeniti u OR i FEOS pri normalnoj incidenciji.Međutim, kristali <100> orijentacije ne posjeduju nelinearna svojstva koja su potrebna za OR i FEOS, iako su njihova linearna THz i optička svojstva identična onima <110>-orijentiranih kristala. Zahtjevi za uspješnu THz generaciju ili detekciju u takvom THz-TDS spektrometru baziranom na nelinearnom kristalu je fazno usklađivanje između generiranog (detektiranog) optičkog impulsa i generiranog (detektiranog) THz signala.Unatoč tome, nelinearni kristali prikladni za primjene THz spektroskopije imaju jake optičke fononske rezonancije u THz rasponu, jaka disperzija THz indeksa loma ograničava frekvencijski raspon usklađivanja faza.
Debeli nelinearni kristali omogućuju THz-optičko usklađivanje faze oko uskog frekvencijskog pojasa. Oni podržavaju samo dio širine pojasa generiranja (detektiranja) laserskog pulsa, budući da optički i THz signali imaju veće odstupanje na velikim udaljenostima zajedničkog širenja.Ali generirana (otkrivena) vršna snaga signala općenito je visoka za velike udaljenosti zajedničkog širenja.
Tanki nelinearni kristali daju dobro THz-optičko usklađivanje faze unutar punog pojasa generiranog (detektirajućeg) laserskog pulsa, ali generirana (detektirana) snaga signala obično je mala, jer je snaga signala proporcionalna THz-optičkim udaljenostima zajedničkog širenja .
Kako bi osigurao širokopojasno fazno usklađivanje u THz generaciji i detekciji i zadržao frekvencijsku rezoluciju u isto vrijeme dovoljno visokom, DIEN TECH je uspješno razvio lomni kombinirani kristal ZnTe - kristal ZnTe debljine 10 µm na (100)ZnTe oduzeti.U takvim kristalima THz-optičko zajedničko širenje ključno je samo unutar <110> dijela kristala, a višestruke refleksije moraju obuhvatiti cijelu kombiniranu debljinu kristala.
