Thế hệ THz
Tinh thể ZnTe
Trong quang phổ miền thời gian THz hiện đại (THz-TDS), phương pháp phổ biến là tạo xung THz bằng cách chỉnh lưu quang học (OR) của các xung laser siêu ngắn và sau đó phát hiện bằng lấy mẫu quang điện không gian tự do (FEOS) trong các tinh thể phi tuyến có định hướng đặc biệt .
Trong chỉnh lưu quang học, băng thông của xung laser mạnh tới được chuyển đổi thành băng thông phát xạ THz, trong khi cả tín hiệu quang và tín hiệu THz cùng truyền qua tinh thể phi tuyến.
Trong FEOS, cả xung laser đầu dò yếu và THz đều truyền qua tinh thể phi tuyến, dẫn đến độ trễ pha do trường THz gây ra của xung laser đầu dò được phân cực trước đặc biệt.Độ trễ pha này tỷ lệ thuận với cường độ điện trường của tín hiệu THz được phát hiện.
Tinh thể ZnTe tiếp xúc quang học
10x10x(1+0.01)mm
Các tinh thể phi tuyến như ZnTe, với định hướng tinh thể <110> có thể được áp dụng trong OR và FEOS với tần suất bình thường.Tuy nhiên, các tinh thể có hướng <100> không có các đặc tính phi tuyến cần thiết cho OR và FEOS, mặc dù các đặc tính quang học và THz tuyến tính của chúng giống hệt với các tinh thể có hướng <110>. Các yêu cầu để tạo hoặc phát hiện THz thành công trong máy quang phổ THz-TDS dựa trên tinh thể phi tuyến như vậy là sự khớp pha giữa xung quang tạo ra (phát hiện) và tín hiệu THz được tạo ra (được phát hiện).Tuy nhiên, các tinh thể phi tuyến phù hợp cho các ứng dụng quang phổ THz có cộng hưởng phonon quang mạnh trong dải THz, sự phân tán mạnh của chỉ số khúc xạ THz hạn chế dải tần số khớp pha.
Các tinh thể phi tuyến dày cung cấp khả năng khớp pha quang THz xung quanh một dải tần số hẹp. Chúng chỉ hỗ trợ một phần băng thông của xung laser tạo ra (phát hiện), do tín hiệu quang và THz có độ lệch pha lớn hơn trong khoảng cách đồng truyền dài.Nhưng cường độ tín hiệu cực đại được tạo ra (được phát hiện) thường cao đối với khoảng cách đồng truyền dài.
Các tinh thể phi tuyến mỏng cung cấp khả năng khớp pha quang THz tốt trong toàn bộ băng thông của xung laser tạo ra (phát hiện), nhưng cường độ tín hiệu được tạo ra (được phát hiện) thường nhỏ, vì cường độ tín hiệu tỷ lệ thuận với khoảng cách truyền đồng quang THz .
Để cung cấp khả năng khớp pha băng rộng trong việc tạo và phát hiện THz đồng thời giữ độ phân giải tần số đủ cao, DIEN TECH đã phát triển thành công tinh thể ZnTe kết hợp khúc xạ - tinh thể ZnTe có độ dày 10µm (110) trên (100)ZnTe trừ.Trong những tinh thể như vậy, sự đồng truyền quang THz chỉ quan trọng trong phần <110> của tinh thể và nhiều phản xạ phải trải rộng trên toàn bộ độ dày tinh thể kết hợp.
