近年來,太赫茲(zi) 技術的研究和應用在食品品檢測、安檢設備、醫療診斷、半導體(ti) 材料檢損等眾(zhong) 多領域顯示了重大的技術優(you) 勢及產(chan) 業(ye) 化前景。超快光纖激光器的出現,進一步促進了太赫茲(zi) 技術的商業(ye) 化步伐。相較於(yu) 光泵太赫茲(zi) 氣體(ti) 激光器複雜龐大的體(ti) 積和鈦寶石激光器昂貴的價(jia) 格,超快光纖激光器因其結構緊湊、體(ti) 積小巧、高性價(jia) 比的優(you) 勢而備受市場青睞。
諾派出品諾派激光研製的Rainbow 1550 OEM正是這樣一款專(zhuan) 為(wei) 商用化太赫茲(zi) 係統設計開發的小型化飛秒光纖激光器。它通過了嚴(yan) 格的工業(ye) 化測試標準,具有高穩定可靠性、免維護、易集成等優(you) 勢,是目前太赫茲(zi) 商用係統的理想光源。
什麽(me) 是太赫茲(zi) ?
太赫茲(zi) (Terahertz,THz,1012Hz)通常指的是頻率在0.1~10THz範圍內(nei) (相對應的波長為(wei) 3mm~30μm)的電磁波,在光學領域被稱為(wei) 遠紅外,而在電子學領域,則稱其為(wei) 亞(ya) 毫米波、超微波等,在整個(ge) 頻譜中介於(yu) 微波與(yu) 紅外光之間。與(yu) 其他頻段的電磁波相比,太赫茲(zi) 的主要特點包含:
1)低光子能量(安全性),避免了對被檢物質的破壞;
2) 高透性:皮秒量級的脈衝(chong) 寬度和極高時間分辨率使得太赫茲(zi) 波對許多介電材料和非極性物質具有良好的穿透性, 可對不透明物體(ti) 進行透視成像;
3) 指紋譜性:太赫茲(zi) 波段包含了豐(feng) 富的物理和化學信息;大多極性分子和生物大分子的振-轉能級躍遷都處在太赫茲(zi) 波段。
太赫茲(zi) 時域光譜係統的典型結構
典型的太赫茲(zi) 時域光譜係統主要由超快光纖激光器、太赫茲(zi) 發射及探測裝置和時間延遲控製係統三個(ge) 部分組成。如示意圖,將樣品放置於(yu) 太赫茲(zi) 時域光譜係統光路中,采集經過樣品反射前後的太赫茲(zi) 波的時域波形並采用傅裏葉變換使其變換到頻域,通過對兩(liang) 組頻域數據分析處理就可以得到被測樣品相關(guan) 的一些光學參數,比如折射率、吸收係數等。
注:基於(yu) 小型化超快光纖激光器搭建的反射式太赫茲(zi) 時域光譜係統
太赫茲(zi) 波的產(chan) 生和探測
太赫茲(zi) 的相幹探測係統中包含一個(ge) 分束裝置,將一束超快脈衝(chong) 激光分為(wei) 泵浦光和探測光,其中泵浦光激勵產(chan) 生太赫茲(zi) 脈衝(chong) ,而探測光取樣探測太赫茲(zi) 脈衝(chong) ,這樣探測光和太赫茲(zi) 脈衝(chong) 本身就有固定的時間關(guan) 係。在探測係統中精確的控製泵浦光和探測光在時域上的延遲,從(cong) 而使得探測脈衝(chong) 和太赫茲(zi) 脈衝(chong) 以不同的時間到達探測器或探測晶體(ti) 。由於(yu) 探測光的脈衝(chong) 寬度(飛秒量級)遠小於(yu) 待探測的太赫茲(zi) 脈衝(chong) 寬度(皮秒量級),這樣再通過光學延遲台控製兩(liang) 者之間的時間延遲,相當於(yu) 探測脈衝(chong) 掃描太赫茲(zi) 脈衝(chong) ,從(cong) 而得到太赫茲(zi) 脈衝(chong) 的完整波形。
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