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パルステラヘルツ波発生

Time-domain terahertz generation

パルステラヘルツ放射はフェムト秒レーザーにより発生します。一般的な時間領域セットアップではレーザーパルスは2つに分割されます。一方の光信号はテラヘルツエミッタに入射し他方の光信号はサンプルと相互作用した後に検出器に入射されます。

超短レーザパルスはテラヘルツエミッタ内に過渡電流を発生させその結果テラヘルツ範囲の広いスペクトルを有する電磁波束を発生させます。検出器においては入射したテラヘルツパルスは材料の特性に依存しその特性(例えば導電率または複屈折などの特性)を変化させレーザパルスはプローブ信号としての効果を示します。可変遅延ステージはレーザーパルス(プローブ信号)の時間シフトコピーを伴ったテラヘルツ波パケットをスキャンします。得られたテラヘルツ振幅トレース信号を高速フーリエ変換することでテラヘルツスペクトルが生成されます。

トプティカ社のTeraFlashでは1.3 fsの時間分解能を持った非常に精密なディレイステージを採用しています。その結果システム性能として90 dB以上のピークダイナミックレンジを実現します。また TeraFlash smartは「超高速」電子遅延系を用いることで1秒間に1000を超えるパルストレース情報を取得します。

テラヘルツエミッタには最も確立された技術を用いたGaAsまたはInGaAsベースの光導電スイッチを採用しています。他のテラヘルツ発生メカニズムとしてGaP、ZnTe、DASTなどの非線形結晶を用いた方法も存在します。また励起用光源としてトプティカ社のFemtoFiberレーザーはすべての一般的なエミッタータイプに適合する優れた光学仕様を提供します。

  • Principle of time domain terahertz generation. The transmitter antenna converts an ultrashort laser pulse to terahertz radiation.
  • 6 THz spectrum, acquired with TOPTICA’s TeraFlash. The dips are absorption lines of water vapor.

トプティカ社のパルステラヘルツ製品群