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Thz tydex 太赫茲

太赫茲實驗系統和關鍵組件和一些知識點

THz時域光譜技術
THz成像技術
其他應用(雷達、生物化學、天文學、通信技術)



1. 特征
基于半導體的太赫茲發射源和探測器
光譜範圍0.1-3 THz
亞皮秒的時間分辨率
用電腦控制并完成數據分析

2. 應用
THz時域光譜技術
THz成像技術
THz探針
其他應用(雷達、生物化學、天文學、通信技術)
 

3. 介紹
太赫茲和亞太赫茲的頻段(100GHz-10THz)正好填補現有物理學電磁波譜中毫米波和紅外線波段之間的這一段空白。被科學界戲稱為太赫茲“空隙”的這段光譜是非常有吸引力的,因為已經發現許多潛在的應用,除了我們下面将提到的三大主流研究方向外,在特殊物體成像、生物檢測以及先進通信系統等方面同樣具有十分廣闊的應用前景。

4. 太赫茲時域光譜分析(THz—TDS)

太赫茲時域光譜裝置 或者遠紅外太赫茲光譜儀 SPS-300
典型的THz時域光譜學系統如圖1。用亞皮秒的太赫茲脈沖透過樣品,再經一段對稱的自由空間後由探測器接收,測量由此産生的電磁場強度随時間的變化(利用傅立葉變換獲得頻域上幅度和相位的變化量),進而得到樣品的信息。這樣的測量方法已經成功地用于氣體和有機材料的測量。

核心産品太赫茲光譜儀

我們知道,太赫茲(THz)光具有一些獨特的性質。大部分材料及活體組織對于THz光來說都是半透明的并具備帶有其特征的“指紋譜”。此外,由于THz光譜還具有非離子化和輻射能量相對較低等特點,因而它又作為一種非常安全的檢測技術方法而越來越受到重視。

自2004年發布了世界上第一台商用化的THz光譜儀以來,TeraView生産出了一系列産品,如以TPI(TM)系統為核心而衍生出來的成像光譜儀。除此以外,我們還開發出了具備不同功能的專用分析軟件包,使得THz光譜的應用得以大幅度拓展,如牙醫輔助診斷、安防篩查、爆炸物及毒品等違禁物的檢測,等等。

5. 太赫茲成像(THz Imaging)
太赫茲射線能夠深入到許多有機材料内部而不傷害材料,這個類似于X射線的特長使太赫茲成像非常适合用來測量生物樣品。通過聚焦後的太赫茲光束來對樣品進行光栅掃描,這套工具包就能輕易的實現太赫茲成像。

6. 太赫茲泵浦探針試驗(Pump-Probe THz Experiments)
而飛秒激光器的引入為研究超快過程的非平衡動态力學提供了手段。在采用光泵浦探針技術的試驗中,樣品一面被超短的強激光脈沖照射,激發出自由電信号,同時一束相對較弱的泵浦信号光從另一面射入,這束THz波改變了樣品的光學性質。與純粹的光學探針技術恰恰相反——研究發現THz泵浦脈沖在半導體的級帶上是非共振的,這就避免了自由電子動力學領域試驗中許多人工的假象幹擾,可以放心地直接作為探針應用于光泵浦-光學探針系統。

7. THz光譜應用組件
标準的成套工具包由:含光電導天線的THz發射和接收器、引導泵浦光路的光學組件、電機延遲線、給THz光路定向的光學鏡片、樣品台、帶控制器的斬波器和鎖相放大器多部分組成。配置簡單靈活可應需更改,比如,把樣品台安裝在X-Y電動調整架上即轉換成成像實驗用的裝置了。

8. THz 應用相關元件

THZ探測器  THz耗材配件
THz發射和接收器均集成了低溫環境下生長的GaAs晶體材料光電導天線(含微波傳輸帶)和一些THz透鏡,分别安置在兩個X-Y調整架當中。電子遷移率和誘捕時間這兩個技術指标分别決定了光電導天線在發射器和接收器上的表現。低溫環境生長的GaAs(LTG-GaAs)是最适于太赫茲應用的材料之一,因為它有極高的電子遷移率、較快的電信号捕獲時間、很高的擊穿電壓以及高抗性。另外,我們在低溫環境生長GaAs的過程中采用了一種特别的技術,使得光電激發壽命獲得了一個遠寬于正常的可控波譜範圍:從低于100fs 一直到100ps!除了光電導天線的幾何設計,像THz透鏡組的參數的準确選擇和低溫GaAs晶體外延法生長過程選擇哪類材料的附着層,這些都是非常關鍵的因素。我們希望在保留最佳的帶寬情況下,通過優化還能輸出最高能量的THz輻射。所克服的技術難點也正是這套工具包的價值所在。
就拿THz透鏡來說,這套THz發射和探測級所選配的透鏡,用了許多不同材料來滿足如此寬範圍的波長的輻射,一般來說,像絕緣材料和矽質都是比較常用的。鍍金的反射鏡則是保證THz“光束”準直和聚焦的重要元件。


THZ相關産品資料下載:

 

ATR_elements
 Atypical_components
 catings
 CO2_optics
 Components_for_DUV_photolithography
 Crystal_quartz
 CVD-ZnSe
 FTIRbeamsplitter_substrates
 Ge_windows&lenses_for_thermography
 Germanium
 Golay_cell
 Handling&cleaning_of_optics
 HRFZ-Si_for_THz_applications
 IR_polarizers
 Notch_filtres
 Off-axis_parabolic_mirrors
 Optics_for_YAG_laser
 Packaging
 Passive_optics_for_lasers
 Plane&wedged_windows
 Products_summary
 Quartz_glass
 Sapphire
 Si
 Si_elements
 Terms&conditions_of_sale
 THz_materials_components
 Golay_20GC-1T
 THz_polarizers
 Waveplates
 ZnSe_For_Pyrometry


 

太赫茲引發技術革命

太赫茲是一種新的、有很多獨特優點的輻射源;太赫茲技術是一個非常重要的交叉前沿領域,給技術創新、國民經濟發展和國家安全提供了一個非常誘人的機遇。它之所以能夠引起人們廣泛的關注、有如此之多的應用,首先是因為物質的太赫茲光譜(包括透射譜和反射譜)包含着非常豐富的物理和化學信息,所以研究物質在該波段的光譜對于物質結構的探索具有重要意義;其次是因為太赫茲脈沖光源與傳統光源相比具有很多獨特的性質。

 

太赫茲(THz)輻射介于微波和紅外之間.與微波、X射線、核磁共振(NMR)成像相比,太赫茲成像不僅能給出物體的密度信息,而且能給出頻率域的信息,以及在光頻、微波和X射線範圍内所不能給出的材料的轉動、振動信息.太赫茲射線與其他頻段的電磁波相比,它能量低,不會造成對生物樣品的電離損傷,而且太赫茲射線很容易穿過介電材料,因而可以用于産品的安全監測.因此太赫茲成像技術在生物學、工業安全監測等方面有可能帶來新的關鍵性的突破.

  紅外、毫米波與太赫茲都是電磁波譜的一部分。紅外波長範圍從0.75至1000微米,頻率範圍為400至0.3THz;毫米波波長範圍為1~100毫米,頻率為30~300GHz,即0.03~0.3THz;太赫茲,是指頻率在0.1-10THz範圍内的電磁波。它在長波段與毫米波重合,而在短波段與紅外線重合。

  在這三個波段内,電磁波輻射包括相幹輻射的産生、傳播和接收構成了内容十分豐富,用途特别廣泛的研究領域。對于紅外、毫米波的研究已經有相當的曆史,并且與航空、航天、遙感、遙控、預警、監測等一系列關系國計民生的重大技術應用緊密關聯。而由于缺乏有效的産生與檢測方法,國際上對太赫茲的研究僅僅隻有20多年的曆史,人們對該波段電磁輻射性質的了解非常有限,以緻于該波段被稱為電磁波譜中的太赫茲空隙。

  科學家們已經達成共識:太赫茲是一種新的、有很多獨特優點的輻射源,同時又是一個重要的交叉前沿領域。雖然目前利用太赫茲開發的産品非常有限,但可以預計的是未來各國将會投入龐大資源去開發太赫茲技術。

太赫茲前景看好

  太赫茲的應用前景廣闊,将對多個領域帶來革命性變化。目前,已經投入實驗性使用的是代替X光安全檢測。據中科院上海技術物理研究所陸衛研究員介紹,相對于紅外而言,太赫茲的波長更長,對物體的滲透性也更強。2003年美國哥倫比亞号航天飛機失事後,科學家從美國航天局提供的一塊材料着手,利用太赫茲作了檢測。材料裡有90多個缺陷是對安全有害的,他們檢測出了其中的大部分,漏檢率隻有百分之幾,超過了其他檢測方法。在美國的一些機場已經使用了太赫茲安全檢測,不僅僅是從形态上,更是從化學組成上準确分辨爆炸物。

  同時,可以“看”到太赫茲的射電望遠鏡也已經在我國使用。沈學礎院士說,肉眼隻能觀察到發射450-750納米波長可見光的天體,但這類天體隻占總數的很小一部分,其他的天體也是在發光發熱,但卻是肉眼看不到的紅外、太赫茲和毫米波。寬波段的射電望遠鏡則能幫助科學家們觀測到這些不可見光,從而了解更多天體信息。

  太赫茲另一個可能的用處是參與國際核聚變反應堆計劃。沈學礎院士告訴記者,從單個光子看,太赫茲的能量低,隻有可見光的數百分之一。但一旦将太赫茲聚集起來,形成一個高能集束,由此放射出的一個脈沖能量可達幾百兆瓦,可以為核聚變反應堆加熱。建造一個高效、穩定、大功率的太赫茲發生器是科學家們研究重點之一。


 

  上海瞬渺與tydex簽署正式代理協議,負責tydex所有産品在中國的銷售和技術支持。

上海瞬渺光電典型客戶(太赫茲THZ項目)

中國工程物理研究院

北京計量院

北京無線電計量測試研究所

中國科學院半導體研究所

清華大學

北京大學

中科院上海微系統與信息技術研究所

中國科學院上海光學精密機械研究所

上海技術物理所

西南科技大學

四川大學

成都光電所

深圳大學

長春理工大學

上海理工大學

浙江大學

南開大學

北京交通大學

中國科學技術大學

深圳先進技術研究院

東南大學太赫茲研究所

山東科技大學

廈門大學

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    TPX楔形窗片  
    TPX楔形窗片

    W(orWW)-TPX-D<diameter, mm>-T<thickness, mm>

    W-TPX-D25.4-T2  

    WW-TPX-D25.4-T2

    THZ偏振片  
    THZ偏振片
    太赫茲偏振片
    clear aperture:20mm
    holder diameter:25.4mm
    holder thickness:2.5mm
    thz天線  
    thz天線
    Batop還提供用于太赫茲發射和探測的太赫茲光電導天線(PCA)。BATOP不僅提供單帶隙天線,還包括整合了微透鏡的高能大狹縫交叉天線陣列和整套的太赫茲光譜儀。 太赫茲光電導天線的激發波長為530nm到1550nm之間。
    Pre-assembled THzTDS  
    Pre-assembled THzTDS
    預組裝THz-TDS系統是為有飛秒激光源的客戶設計的,光路上的THz發射器和探測器是預先調準的,隻需要客戶将激光束引入到此系統中即可。因此預組裝THz光譜系統是為熟悉光學設備而不熟悉THz設備的客戶專門設計的一款THz系統。系統中的線性電機和數據采集模塊可以利用T3DS軟件控制進行電機掃描和時域數據采集。
    全光纖式THz-TDS系統  
    全光纖式THz-TDS系統
    全光纖式THz-TDS系統:n德國BATOP公司在TH系統的産品性價比非常高,款式也很多。nn nn其主要産品有: TDS10XX、FC TDS和TDS(1060nm飛秒激光器)及其成像系統。nn nnFC TDS是BATOP公司推出的全光纖式THz-TDS系統。nn nn主要特點:nn·脈沖THz波最高達1.5THznn·簡單方便nn·全光纖結構nn·可透射也可反射nn·THz波可聚焦也可準直nn·包含軟件
    低溫砷化镓  
    低溫砷化镓
    For some applications fast time response devices are needed e.g. for optical detectors, saturable absorbers or photoconductiver antennas. We grow such devices at low temperatures with short response times of pico- and femto-seconds.
    寬譜連續可調THz源/TeraTune  
    寬譜連續可調THz源/TeraTune
    調諧範圍:1THz-20THz;線寬≤100GHz;平均功率:1-10uW;單脈沖能量:10-100nJ
    光電導天線  
    光電導天線
    BATOP不僅提供單帶隙天線,還包括整合了微透鏡的高能大狹縫交叉天線陣列和整套的太赫茲光譜儀。 太赫茲光電導天線的激發波長為800nm到1550nm之間。
    THz産生器Tera-AX  
    THz産生器Tera-AX
    THz産生器Tera-AXn主要用途:THz nonlinear(THz非線性); n關鍵技術:Tilt Wavefront(波前傾斜); nTHz産生晶體:MgO:LiNbO3(摻鎂铌酸锂); nnSpectrum width 1.5 THz;nPulse duration <1 ps;nTHz pulse energy up to 1 nJ;nEO-AX THz detector option;nPumped by c
    THz光譜分光片  
    THz光譜分光片
    THz光譜分光片 -工作方式:rn -NIR分光片,用于790-800nm钛寶石激光泵浦産生THz波方案,用于反射掉泵浦光,僅允許THz波rn 進入後續光路;rn -MIR分光片,用于10.6umCO2激光泵浦産生THz波方案,用于反射掉泵浦光,僅允許THz波進入rn 後續光路。rn-材料:高阻矽/THz級石英晶體rn-泵浦波長反射率:R>90%rn-尺寸:rn 截面:(1)D=25.4mm (2)D=50.8mmrn 厚度: 1 mm,
    THz電光取樣探測系統  
    THz電光取樣探測系統
    太赫茲光電探測器(electro-optic detector :EOD)被專門設計用來探測脈沖THz輻射。探測器内置一個鎖相放大器,具有積分采集數據的能力。此探測器主要功能有:信号調節;自動微調光電探測器使其平衡;内部的機械延遲回路會将調節信号結果顯示在電腦上,實時可見。
    離軸抛物面鏡  
    離軸抛物面鏡
    離軸抛物面鏡:TYDEX鏡面的制造工藝和傳統工藝是不同的,它緻力于為航空/防衛應用提供大批量的更廉價的鏡片。傳統的OAPs制造工藝是通過挖切磨制, 即從大的軸對稱抛物面(母鏡)進行挖切一部分下來進行抛光。顯然,這種整體加工、分體割切成型的面鏡磨制方案耗時長,低産量是加工成本昂貴,同時在焦距和離軸距離的組合選擇上有很多制約。另一項傳統的方法是抛光盤技術,主要缺點是材料局限性、表面平整度和加工精度受很大限制。
    太赫茲棱鏡  
    太赫茲棱鏡
    Tydex offers THz prisms of the following configurations:nTHz prisms - conventional (right angle) prisms. This type of prism is used in optical schemes.n- attenuated total reflectance (ATR) prisms. Such special prisms allow investigating materials which
    THz絕對功率計TK-100  
    THz絕對功率計TK-100
    絕對功率/能量計n1、帶寬:30GHz~3THzn2、靈敏度:5uW 以下n3、NEP: 5??/Hz??n4、NEJ:1??n5、窗口有效面積直徑大于30mmn6、精度優于10%
    THz Gold Mirrors  
    THz Gold Mirrors
    THz Mirrors:Typical reflection curve is shown below. Measurements were made up to 1000 ??. However operating wavelength range is much wider.
    THz光譜分光片  
    THz光譜分光片
    THz光譜分光片 -工作方式:rn -NIR分光片,用于790-800nm钛寶石激光泵浦産生THz波方案,用于反射掉泵浦光,僅允許THz波rn 進入後續光路;rn -MIR分光片,用于10.6umCO2激光泵浦産生THz波方案,用于反射掉泵浦光,僅允許THz波進入rn 後續光路。rn-材料:高阻矽/THz級石英晶體rn-泵浦波長反射率:R>90%rn-尺寸:rn 截面:(1)D=25.4mm (2)D=50.8mmrn 厚度: 1 mm
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