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太赫茲時(shí)域光譜

簡(jiǎn)介：

太赫茲時(shí)域光譜通過(guò)測(cè)量亞太赫茲至幾十太赫茲頻率范圍內(nèi)的復(fù)數(shù)響應(yīng)表征材料性質(zhì)。在此頻段內(nèi)，通常可以觀察到各種各樣的諧振現(xiàn)象，例如固體材料中的電子以及聲子激發(fā)。

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應(yīng)用描述測(cè)量策略產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 相關(guān)產(chǎn)品

應(yīng)用描述

相關(guān)產(chǎn)品：UHF-BOX，UHFLI， HF2LI， MFLI

為了得到材料的復(fù)數(shù)頻率響應(yīng)，通常會(huì)利用超短脈沖泵浦激光的非線性過(guò)程產(chǎn)生一個(gè)特定頻率范圍的太赫茲脈沖。太赫茲脈沖會(huì)在樣品中透射以及被反射。隨后，太赫茲波通過(guò)基于非線性技術(shù)的電光采樣或者光電導(dǎo)天線利用超短探測(cè)脈沖進(jìn)行采集，這樣就能將太赫茲波的瞬時(shí)電場(chǎng)記錄下來(lái)。探測(cè)光與太赫茲脈沖之間的時(shí)延使得采集到的數(shù)據(jù)可以用來(lái)重構(gòu)完整的太赫茲波形中電磁場(chǎng)的幅度以及相位。與其他超快光學(xué)技術(shù)例如泵浦-探測(cè)光譜類似的是，其時(shí)間分辨率取決于探測(cè)光脈沖的寬度而并非光電探測(cè)器或者測(cè)量電路的帶寬。這就意味著太赫茲時(shí)域光譜可以觀測(cè)到一個(gè)太赫茲脈沖周期內(nèi)的波形變化。

測(cè)量策略

太赫茲光場(chǎng)引起的探測(cè)光變化是極其微弱的。因此為了還原這個(gè)變化，需要高信噪比（SNR）、靈敏的測(cè)量電路以及大量的平均。這一過(guò)程基于探測(cè)光的調(diào)制頻率，范圍通常是幾千赫茲至幾百兆赫茲。兩種典型的策略分別是：

━ 利用快速光電探測(cè)器結(jié)合boxcar平均的方法測(cè)量第占空比探測(cè)光脈沖。這種策略將測(cè)量過(guò)程限制在信號(hào)出現(xiàn)的部分并將噪聲部分排除在外。它可以得到最高的信噪比，但是對(duì)于測(cè)量電路的要求較高。

━ 另一種策略即選擇合適的光電探測(cè)器測(cè)量帶寬，從而使光電探測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間接近脈沖重復(fù)的周期，并接近正弦。隨后就可以用鎖相放大器進(jìn)行測(cè)量，這種策略可以保證高信噪比并且有效濾除所有的非調(diào)制噪聲。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

━ 使用 Zurich Instruments 的產(chǎn)品，上述兩種策略都可以實(shí)施。事實(shí)上，在UHFLI上這兩種策略可以同時(shí)使用并且直接比較。對(duì)于低重復(fù)頻率并且預(yù)算有限的情況，HF2LI 或者 MFLI 是能夠很好替代 UHFLI 的儀器。

━ UHF-BOX 選件的平均器只針對(duì)信號(hào)中帶調(diào)制的部分。它可以消除所有來(lái)自激光器的非調(diào)制噪聲。

━ UHF-BOX 選件采集數(shù)據(jù)時(shí)沒(méi)有死區(qū)時(shí)間，這樣可以最大限度縮短測(cè)量時(shí)長(zhǎng)。

━ 使用周期波形分析儀，您可以利用圖形化界面中呈現(xiàn)的平均后的信號(hào)來(lái)確定 boxcar 的采集窗口。

━ 如果您的實(shí)驗(yàn)裝置可以避免接收兩個(gè)時(shí)域上連續(xù)的泵浦脈沖，boxcar 平均器支持背景抑制。可以用其中一個(gè) boxcar 專門(mén)測(cè)量有效信號(hào)部分，與另一個(gè)專門(mén)測(cè)量背景噪聲以及直流偏置的 boxcar 的數(shù)據(jù)進(jìn)行相減。

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