太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)說(shuō)明與示意圖
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)是由高萊盒探測(cè)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(lái)測(cè)試THz波長(zhǎng)以及定標(biāo)窄帶THz輻射波長(zhǎng)的儀器。由太赫茲源產(chǎn)生的太赫茲波經(jīng)過(guò)TPX透鏡進(jìn)入TSFPI，之后通過(guò)另外一片TPX透鏡進(jìn)入到連接示波器的探測(cè)器中。TSFPI有兩塊半透明平行的Si反射鏡組成，其中一個(gè)Si鏡裝在線性電機(jī)上，可以通過(guò)控制器控制Si鏡之間的距離，PC上得到相應(yīng)的信號(hào)輸出，從而測(cè)量相應(yīng)的THz頻率波長(zhǎng)數(shù)據(jù)。
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)可用于測(cè)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(jí)聯(lián)激光器；p-Ge激光器。
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)——太赫茲掃描法布里珀羅干涉儀（TSFPI）
部件圖: a – 電機(jī)傳動(dòng)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(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)參數(shù)
參數(shù) | 數(shù)值 |
操作波長(zhǎng) | 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(jì)算:
λm=2*d/m
d是FPI鏡子之間的間隔，m是條紋級(jí)數(shù)，λm是衍射最大位置。
實(shí)例展示
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)在500um反射鏡間距的情況下，測(cè)量Menlo Systems 的Tera K8太赫茲時(shí)域光譜儀系統(tǒng)的信號(hào)
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量亞太赫茲源，波長(zhǎng)：432um（橫軸為反射鏡間距，縱軸為Golay Cell太赫茲探測(cè)器GC-1P測(cè)量到的信號(hào)強(qiáng)度）
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)還能夠測(cè)量寬帶THz光源的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，以及根據(jù)法布里-珀羅干涉儀的透射光譜過(guò)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(cè)量系統(tǒng)——高萊盒太赫茲探測(cè)器
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)中的太赫茲探測(cè)器可以選擇Tydex公司的高萊盒探測(cè)器，當(dāng)選擇Tydex公司的高萊盒探測(cè)器作為系統(tǒng)的探測(cè)裝置時(shí)，可以試用干涉儀自帶的軟件同時(shí)控制太赫茲掃描法布里珀羅干涉儀和高萊盒探測(cè)器，可以選在的高萊盒探測(cè)器規(guī)格如下：
參數(shù) 型號(hào) | 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(zhǎng) | 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(cè)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(jiàn)光到THz |
太赫茲頻率測(cè)量系統(tǒng)——太赫茲帶通濾波片
| 產(chǎn)品名稱 | 型號(hào) | 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 |
