《太赫兹时域光谱》PPT课件.ppt

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1、激光原理及应用,蒋红梅112021602,太赫兹时域光谱技术,太赫兹历史及国内外发展状况太赫兹时域光谱技术的优势 太赫兹时域光谱系统 透射型太赫兹时域光谱技术 反射型太赫兹时域光谱技术小结,1.太赫兹历史及国内外发展状况,1896年和1897年,Rubens和Nichols对该波段进行先期的探索；“Terahertz”这个词语正式在文章中出现却是在1974年左右，Fleming用它来描述迈克尔逊干涉仪所覆盖的一段频段的谱线；20世纪80年代中期,现代太赫兹科学与技术得到真正发展;20世纪90年代中期开始美国国家基金会、航天局、国防部和国家卫生学会等政府或军事部门,对太赫兹科学研究项目持续提供了

2、较大规模的资金支持。,2004年,美国MIT将太赫兹科技评为“改变未来世界的十大技术”之五；日本政府于2005年1月8日将太赫兹科技列为“国家支柱技术十大重点战略目标”之首；目前,世界上约有130多家研究机构开展了相关的光电子材料、太赫兹激光器、太赫兹光谱学及相关生物医学成像等研究。我国对太赫兹研究起步较晚,2005年11月22日,在北京香山饭店召开“太赫兹科学技术的新发展”为主题的第270次学术讨论会。,2.太赫兹时域光谱技术的优势,1)具有大约 0.15THz 的带宽，这样大的带宽用普通方法是很难得到的；2)光谱计可以在室温下工作，从而避免了复杂的制冷系统；3)能够以皮秒级的时间分辨率测量

3、波形,展示物质中发生在亚皮秒或皮秒级上的现象；4)所获得的数据同时包含了THz 脉冲的幅度和相位信息，因而可以对样品介电常数的实部和虚部同时进行测量；5)具有左右的信噪比，如此高的信噪比允许相对较短的扫描时间，从而提高了整个系统的稳定性。,3太赫兹时域光谱系统,由飞秒激光器、太赫兹辐射产生装置及相应的探测装置,以及时间延迟控制系统和数据采集与信号处理系统组成.,3.1 透射型太赫兹时域光谱技术,QWP：四分之一波片使O光和e光相位长差PBS：渥拉斯顿棱镜产生两个偏振方向垂直的分量,原理：该系统利用电光取样的方法进行测量。当THz脉冲电场通过电光晶体时，其瞬态电场将通过线性电光效应使电光晶体的折

4、射率发生各向异性的改变，从而调制晶体的折射率椭球。当另一束探测光和THz 脉冲同时通过晶体时，在晶体中产生的双折射使探测脉冲的偏振方向发生偏转，调整探测光脉冲和THz 脉冲间的时间延迟,检测探测光在晶体中发生的偏振变化就可以获得THz 脉冲电场的时间波形。,3.2 反射型太赫兹时域光谱技术,当THz 脉冲照射样本材料后,THz 探测器接收由样本材料反射的脉冲信号。延迟线的作用是调节反射镜的位置，从而改变探测光到达THz 探测器的时间。利用不同的探测光到达时间，THz 电场强度随时间的变化量能够被测量，再通过傅立叶变换得到反射频谱。,4.小结,透射型太赫兹时域光谱系统在实验调节上比较方便，但是在测量样品方面，该系统比较适用于固体材料的测量，样品的大小受到限制；同时测量样品不应该吸收太严重，否则会降低测量的频率范围和测量的精度。反射型THz 时域光谱系统对于实验技术上的要求比较高。要求反射镜的位置和样品的位置严格复位，否则就会产生相位误差。这就加大了样品、样品架及用作参考的金属反射镜的制作难度；同时THz 脉冲光路的微小改变都会极大地影响所得到的折射系数。,