THz 時間領域分光法

関連製品: UHF-BOX, UHFLI, HF2LI, MFLI

テラヘルツ時間領域分光法は、0.1テラヘルツから数十テラヘルツの周波数範囲内で複素周波数応答を測定することによって材料特性を特徴付けるために使用されます。この領域では、固体材料中の電子およびフォノン励起のような様々な基本共鳴が見られる。

複素周波数応答を測定するために、スペクトルを調整したテラヘルツトランジェントが、非線形プロセスで超短励起パルスによって生成されます。サンプルを満たすと、トランジェントは反射または送信されたときに変更されます。結果として生じる波形は、その瞬間的な電界を明らかにする電気光学サンプリングまたは光導電性アンテナなどの非線形技術を使用する超短プローブパルスによって検出される。プローブパルスとTHz場との間の時間遅延は、電磁場の振幅および位相における波形の完全な再構成を可能にするように変えられる。他の超高速光学技術と同様に、例えば。ポンプ - プローブ分光法では、時間分解能は、プローブレーザーパルスの持続時間によって与えられ、光検出器または測定電子機器の帯域幅によっては与えられない。これは、テラヘルツ時間領域分光法がサブサイクルの時間分解能でテラヘルツ波束の変化を明らかにできることを意味します。

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測定戦略

プローブパルス上のTHz場によって引き起こされる信号変化はわずかである。 信号を回復するには、高い信号対雑音比、敏感な電子機器、および平均化が必要です。 それは、典型的には数kHzから数百MHzの間である変調周波数に基づいて実行される。 2つの典型的なアプローチは以下のとおりです。

  • ボックスカー平均化機能を備えた高速フォトディテクタを使用して、プローブパルスの短いデューティサイクルを活用します。 この方法では、測定が信号が存在する期間の一部に限定され、残りはノイズのみで省略されます。 これは最高のSNRを約束しますが、検出エレクトロニクスにとっても非常に厳しいものです。
  • もう1つの方法は、信号が全期間に渡って分布し、したがって正弦波に近くなるように光検出器の帯域幅を制限することです。 これにより、ロックインアンプを信号検出に使用することができます。これは、セットアップが簡単で、すべての非同期ノイズ成分が効率的に除去されるため、十分なSNRが得られます。

チューリッヒインスツルメンツで測定するあなたの利点

  • チューリッヒインスツルメンツの機器を使用すると、両方の測定方法を追求できます。 実際、UHFLIでは両方の戦略を同時に実行でき、直接比較できます。 低い繰り返し率と低い予算での実験のために、HF2LIまたはMFLIは2番目のアプローチのための魅力的な代替手段です。
  • UHF-BOXは独自の非同期ボックスカーアベレージャーであり、その結果、レーザーパルスと同期していないすべてのノイズ源を除去します。
  • UHF-BOX Boxcarはデッドタイムなしでデータを集録するため、必要な測定時間を最小限に抑えます。
  • Periodic Waveform Analyzerを使用すると、基本信号が非常に平均的に表示されます。 これにより、ボックスカーウィンドウを最適な方法で定義できます。
  • セットアップで1秒ごとのポンプパルスのブランキングが可能な場合は、バックグラウンド減算機能を使用すると、バックグラウンドノイズや信号のDCシフトに関係なく測定を実行できます。

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