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太赫兹时间分辨光谱
神科仪购网/SNKOO-eGo / 2020-06-29

太赫兹时间分辨光谱(Time–resolved THz spectroscopy ,TRTS)属于光抽运/太赫兹探测的光谱技术,是光学抽运技术和太赫兹波时域光谱技术结合的一种非接触式的电场探测技术,用于在亚皮秒时间尺度上研究样品吸收特性变化反映出的信息。

如图1所示,使用一个再生放大的钛蓝宝石激光器,其重复频率为1KHz。输出脉宽100fs,波长800nm的激光。激光出射后分为两路,一路为泵浦抽运光(pump beam),另一路用于太赫兹波产生和探测(probe beam):飞秒激光经过ZnTe(110)晶体后,通过光整流效应产生太赫兹波。太赫兹探测光束与泵浦光束在同一时空位置聚焦到样品上。用自由空间电光采样的方法,检测通过另一块ZnTe(110)晶体的太赫兹波信号。

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图 1 TRTS的实验设置

TRTS有两种不同类型的实验。第一种是根据泵浦光束和探测光束之间的时间延迟来检测太赫兹峰值信号在时域的变化。因为泵浦光束被斩波器调制,所以测得的信号是光致激发的太赫兹透射率的变化(见图2)。

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2探针扫描(a)和泵浦扫描(b)。(a)中的蓝色圆圈是太赫兹时域信号的峰值。(b)中样品吸收信号的峰值变化是泵浦光束和太赫兹探测光束之间的延迟的函数。

另一种是将泵浦延迟时间固定,收集完整太赫兹波形。从而计算出样品的光致激发吸收系数、折射率和电导率。

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3

如图3所示,如果太赫兹脉冲先于泵浦脉冲到达样品,太赫兹将因样品的吸收而发生延迟和衰减。如果泵浦光脉冲首先激发样品,太赫兹脉冲将因移动电子的吸收而进一步衰减。比较(a)和(b)中获得的脉冲,可以得出材料在光激发时的吸收系数、折射率和电导率。

 


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