太赫茲頻率測量系統(tǒng)說明與示意圖
太赫茲頻率測量系統(tǒng)是由高萊盒探測器Golay Cell，太赫茲法布里-珀羅干涉儀（TSFPI），數(shù)據(jù)采集模塊，太赫茲帶通濾波片，TPX太赫茲透鏡等一系列組件構(gòu)成，具體示意圖如下圖所示。太赫茲掃描法布里-珀羅干涉儀是專門用來測試THz波長以及定標窄帶THz輻射波長的儀器。由太赫茲源產(chǎn)生的太赫茲波經(jīng)過TPX透鏡進入TSFPI，之后通過另外一片TPX透鏡進入到連接示波器的探測器中。TSFPI有兩塊半透明平行的Si反射鏡組成，其中一個Si鏡裝在線性電機上，可以通過控制器控制Si鏡之間的距離，PC上得到相應(yīng)的信號輸出，從而測量相應(yīng)的THz頻率波長數(shù)據(jù)。
太赫茲頻率測量系統(tǒng)可用于測量以下光源
回旋振蕩管；光泵浦亞毫米波激光器；返波管BWO；自由電子激光器；差頻THz產(chǎn)生器；光混頻THz產(chǎn)生器；量子級聯(lián)激光器；p-Ge激光器。
太赫茲頻率測量系統(tǒng)——太赫茲掃描法布里珀羅干涉儀（TSFPI）
部件圖: a – 電機傳動器; b – 不可調(diào)反射鏡安裝架; c –可調(diào)節(jié)反射鏡安裝架; d – 底盤; e – 反射鏡固定在支架上.
太赫茲頻率測量系統(tǒng)系統(tǒng)參數(shù)
參數(shù) | 數(shù)值 |
操作波長 | 0.1-15 THz |
自由光譜范圍 | 0.01-1.8 mm |
反射鏡片間距 | 0-9.5 mm |
分辨率 | 360 MHz |
位移精度 | ±1.25 μm |
光束高度 | 110 mm |
通光孔徑 | 52 mm |
尺寸 | 232*151*120 mm3 |
基本原理
透射峰的位置(干涉極大值)可由下式計算:
λm=2*d/m
d是FPI鏡子之間的間隔，m是條紋級數(shù)，λm是衍射最大位置。
實例展示
太赫茲頻率測量系統(tǒng)在500um反射鏡間距的情況下，測量Menlo Systems 的Tera K8太赫茲時域光譜儀系統(tǒng)的信號
太赫茲頻率測量系統(tǒng)用于測量亞太赫茲源，波長：432um（橫軸為反射鏡間距，縱軸為Golay Cell太赫茲探測器GC-1P測量到的信號強度）
太赫茲頻率測量系統(tǒng)還能夠測量寬帶THz光源的波長和強度，以及根據(jù)法布里-珀羅干涉儀的透射光譜過濾THz輻射。
a) 入射光的頻譜
b) 該系統(tǒng)在鏡子之間保持恒定距離的透射率頻譜
c) 透射光的頻譜
太赫茲頻率測量系統(tǒng)——高萊盒太赫茲探測器
太赫茲頻率測量系統(tǒng)中的太赫茲探測器可以選擇Tydex公司的高萊盒探測器，當選擇Tydex公司的高萊盒探測器作為系統(tǒng)的探測裝置時，可以試用干涉儀自帶的軟件同時控制太赫茲掃描法布里珀羅干涉儀和高萊盒探測器，可以選在的高萊盒探測器規(guī)格如下：
參數(shù) 型號 | Golay Cell(GC-1P) | Golay Cell(GC-1T) | Golay Cell(GC-1D) |
入口窗片材料 | 高密度聚乙烯 (HDPE) | 聚 4-甲基戊烯 (TPX) | 金剛石 |
工作波長 | 15～8000 μm | 0.3～6.5 μm & 13～8000μm | 0.4～8000 μm |
入射錐直徑 | 11.0 mm | ||
入射窗直徑 | 6.0 mm | ||
額定探測功率 | <10uW，更大功率需要使用衰減器 | ||
調(diào)制頻率 | 15 ± 5Hz | ||
光學(xué)響應(yīng) | 典型值：1×105 V/W | ||
響應(yīng)速度 | 典型值：30ms | ||
等效噪聲功率 | 典型值NEP=1.4×10 -10W/Hz 1/2 | ||
操作溫度 | 5-40℃ | ||
尺寸 | L×W×H=126×45×87mm3 | ||
應(yīng)用 | 中紅外和THz | 紫外-近紅外和THz | 可見光到THz |
太赫茲頻率測量系統(tǒng)——太赫茲帶通濾波片
| 產(chǎn)品名稱 | 型號 | 外徑(mm) | 通光孔(mm) | 邊緣厚度 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF10.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF10.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF10.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF3.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF3.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF3.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.5-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.5-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.5-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF1.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.5-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.5-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.5-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.3-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.3-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.3-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.1-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.1-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 帶通太赫茲濾波片 | BPF0.1-47 | 60 | 47 | 9.5 |
