太赫兹频率测量系统说明与示意图
太赫兹频率测量系统是由高莱盒探测器Golay Cell，太赫兹法布里-珀罗干涉仪（TSFPI），数据采集模块，太赫兹带通滤波片，TPX太赫兹透镜等一系列组件构成，具体示意图如下图所示。太赫兹扫描法布里-珀罗干涉仪是专门用来测试THz波长以及定标窄带THz辐射波长的仪器。由太赫兹源产生的太赫兹波经过TPX透镜进入TSFPI，之后通过另外一片TPX透镜进入到连接示波器的探测器中。TSFPI有两块半透明平行的Si反射镜组成，其中一个Si镜装在线性电机上，可以通过控制器控制Si镜之间的距离，PC上得到相应的信号输出，从而测量相应的THz频率波长数据。
太赫兹频率测量系统可用于测量以下光源
回旋振荡管；光泵浦亚毫米波激光器；返波管BWO；自由电子激光器；差频THz产生器；光混频THz产生器；量子级联激光器；p-Ge激光器。
太赫兹频率测量系统——太赫兹扫描法布里珀罗干涉仪（TSFPI）
部件图: a – 电机传动器; b – 不可调反射镜安装架; c –可调节反射镜安装架; d – 底盘; e – 反射镜固定在支架上.
太赫兹频率测量系统系统参数
参数 | 数值 |
操作波长 | 0.1-15 THz |
自由光谱范围 | 0.01-1.8 mm |
反射镜片间距 | 0-9.5 mm |
分辨率 | 360 MHz |
位移精度 | ±1.25 μm |
光束高度 | 110 mm |
通光孔径 | 52 mm |
尺寸 | 232*151*120 mm3 |
基本原理
透射峰的位置(干涉极大值)可由下式计算:
λm=2*d/m
d是FPI镜子之间的间隔，m是条纹级数，λm是衍射最大位置。
实例展示
太赫兹频率测量系统在500um反射镜间距的情况下，测量Menlo Systems 的Tera K8太赫兹时域光谱仪系统的信号
太赫兹频率测量系统用于测量亚太赫兹源，波长：432um（横轴为反射镜间距，纵轴为Golay Cell太赫兹探测器GC-1P测量到的信号强度）
太赫兹频率测量系统还能够测量宽带THz光源的波长和强度，以及根据法布里-珀罗干涉仪的透射光谱过滤THz辐射。
a) 入射光的频谱
b) 该系统在镜子之间保持恒定距离的透射率频谱
c) 透射光的频谱
太赫兹频率测量系统——高莱盒太赫兹探测器
太赫兹频率测量系统中的太赫兹探测器可以选择Tydex公司的高莱盒探测器，当选择Tydex公司的高莱盒探测器作为系统的探测装置时，可以试用干涉仪自带的软件同时控制太赫兹扫描法布里珀罗干涉仪和高莱盒探测器，可以选在的高莱盒探测器规格如下：
参数 型号 | 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) | 金刚石 |
工作波长 | 15～8000 μm | 0.3～6.5 μm & 13～8000μm | 0.4～8000 μm |
入射锥直径 | 11.0 mm | ||
入射窗直径 | 6.0 mm | ||
额定探测功率 | <10uW，更大功率需要使用衰减器 | ||
调制频率 | 15 ± 5Hz | ||
光学响应 | 典型值：1×105 V/W | ||
响应速度 | 典型值：30ms | ||
等效噪声功率 | 典型值NEP=1.4×10 -10W/Hz 1/2 | ||
操作温度 | 5-40℃ | ||
尺寸 | L×W×H=126×45×87mm3 | ||
应用 | 中红外和THz | 紫外-近红外和THz | 可见光到THz |
太赫兹频率测量系统——太赫兹带通滤波片
| 产品名称 | 型号 | 外径(mm) | 通光孔(mm) | 边缘厚度 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF10.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF10.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF10.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF3.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF3.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF3.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.5-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.5-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.5-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.0-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.0-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF1.0-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.5-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.5-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.5-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.3-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.3-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.3-47 | 60 | 47 | 9.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.1-24 | 31 | 24 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.1-35 | 44 | 35 | 8.5 |
| 带通太赫兹滤波片 | BPF0.1-47 | 60 | 47 | 9.5 |
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