Волоконные ТГц излучатель и детектор

Волоконные ТГц излучатель и детектор разработаны для перекрытия широкой рабочей полосы и могут использоваться в стандартной установке для ТГц спектроскопии с разрешением по времени (THz-TDS). В зависимости от длины волны лазера накачки в качестве фотопроводящего материала используется либо GaAs, выращенный при низкой температуре (LT-GaAs), либо GaBiAs. Уникальность  материалов, используемых в фотопроводящей антенне (PCA), заключается в том, что они обладают превосходной чувствительностью для длин волн вблизи 800 нм и 1060 нм, а также временем жизни носителей заряда менее 1 пс. В результате, ультракороткие ТГц импульсы в диапазоне до 5 ТГц могут излучаться и регистрироваться элементами, выполненными на основе таких материалов. Перенос излучения по волокну исключает трудоемкую настройку и регулировку и гарантирует максимальную подстраиваемость под различные эксперименты. Например, данная особенность позволяет с легкостью изменять геометрии измерений: пропускание на отражение и наоборот и т.п. Данные излучатели и детекторы вмонтированы в удобные корпуса, совместимые с 1-дюймовыми (25.4 мм) держателями оптики (см. рис. 1). Производительность каждого устройства проверяется на заводе-изготовителе, а также к нему прикладывается протокол измерений и технический паспорт.

Рис. 1. Волоконный ТГц излучатель (или детектор), вмонтированный в 1-дюймовый держатель оптики.

• Фотопроводящая антенна выполнена из GaAs или GaBiAs
• Оптимизация для длины волны 800 нм или 1060 нм
• Широкий рабочий диапазон и низкий уровень шума
• Поставляются с техническим паспортом

• Широкополосная ТГц спектроскопия с временным разрешением
• Оптическая ТГц спектроскопия накачки-зондирования
• Подходит для любых волоконных решений

ТГц излучатели и детекторы поставляются с интегрированными гиперполусферическими линзами, изготовленными из высокорезистивного кремния, которые прикреплены к PCA для увеличения эффективности излучения ТГц волн в свободное пространство. TERAVIL предлагает два стандартных типа данных линз: для создания коллимированного или расходящегося выходного ТГц пучка. Преимущество коллимированного ТГц выходного пучка заключается в простоте его использования, поскольку в данном случае для проведения экспериментов не требуется установка дополнительных оптических компонентов между ТГц излучателем и детектором. Однако такой дизайн характеризуется большей сферической аберрацией ТГц пучка, что влияет на фокусировку. Во втором случае PCA размещается в апланатической точке кремниевой линзы, что значительно уменьшает аберрации ТГц пучка. В результате на выходе может быть получен практически дифракционно-ограниченный ТГц пучок.

PCA разработаны специально для ТГц излучателя или ТГц детектора. Подложка из GaAs содержит эпитаксиальный активный слой GaBiAs, чтобы достичь высокого темнового сопротивления. Высокая фоточувствительность материала позволяет использовать менее мощные оптические импульсы для возбуждения. На поверхности данного фотопроводника формируется дипольная антенна копланарного типа (элементарный излучатель Герца), используя AuGeNi металлизацию (см. рис. 2). Зазор между контактами детектора сравним с диаметром лазерного пучка, а между контактами излучателя – больше. Фотопроводящий чип крепится на специальной печатной плате (PCB) внутри корпуса устройства. SMAразъемы на задней стороне корпуса используются для подвода переменного/постоянного напряжения смещения к ТГц излучателю и входу усилителя на ТГц детекторе.

Рис. 2. Микрополосковая фотопроводящая антенна (PCA): излучатель (а), детектор (б) (все размеры в мкм).