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时域太赫兹光谱仪: HASSP-THz

时域太赫兹光谱仪: HASSP-THz


      时域太赫兹光谱仪HASSP-THz是Laser Quantum公司(原GigaOptics公司)研制的基于1GHz双钛宝石飞秒振荡器异步光学采样技术的THz光谱仪交钥匙系统。该系统光谱范围覆盖6THz,60dB的峰值动态范围采用时间在一分钟以内。异步光学采样技术(ASOPS)技术无需机械延迟扫描,采样速度高达10KHz!

应用

1 THz发射光谱
      HASSP-THz应用于高精密,高光谱分辨率简单易用的THz透射光谱科研研究应用。ASOPS的原理决定了他不用机械式延迟导轨,不用去确定零时间点。无机械误差和超高重复频率使得该系统可以保证极高的测量精度和高分辨率。

2 THz动态过程研究
      HASSP-THz 1GHz分辨率时每秒数据采样速度高达10000个光谱!这这样的超快采用速度可以应用于动态过程THz研究和快速变化的环境下THz研究。

3 THz成像应用

时域太赫兹光谱仪HASSP-THz技术指标:

THz光谱范围0.05-3THz
0.05-6THz(GaP)
频率分辨率1GHz(0.03cm-1)
扫描频率10KHz
2KHz(GaP)
峰值动态范围 ≥30dB@100ms 数据采集时间
@3GHz 分辨率≥60dB@100s 数据采集时间
峰值动态范围 ≥25dB@100ms 数据采集时间
@1GHz 分辨率≥55dB@100s 数据采集时间
样品上光焦点尺寸0.5mm
系统尺寸90 x 150 x 30 cm3
激光头重量13kg
样品夹具按照客户定制
供电要求110-230V,50-60Hz,单相,
运行温度15℃--25℃

HASSP-THz技术原理
      HASSP-THz采用同步高速光学采用(ASOPS)原理。高速ASOPA可以同时实现高扫频速度和高频率分辨。这在传统单飞秒振荡器加机械扫描延迟线的时域测量系统是不可能实现的。高速ASOPS用两台独立的1GHz重复频率的飞秒振荡器分别作为泵浦光和探测光。给这两个脉冲存设定微小的频率频率差△fR =10KHz(对GaP 为2KHz),则泵浦光和探测光△fR相位差在0-1ns(对应1GHz)内自动高速相位扫描,扫描频率为10KHz在此机械式扫描延迟线不再需要了。


    如图,泵浦光和探测光存在微小的频率差△fR,在此fR=1GHz, 1/fR=1ns., 1/△fR=10KHz,完成扫描的时间100us,对于重复频率100MHz的双飞秒激光器,如果完成扫描的时间还是100μs,则扫描频率f=1KHz。而机械快扫描延迟线的扫描频率在20Hz

HASSP-THz系统构成:

        HASSP-THz由集成于一个面包板上的各个系统和部件构成,如上图,包括:

1 GigaJet TWIN 双飞秒振荡器
      GigaJet TWIN包含两台GigaJet 20 重复频率1GHz飞秒振荡器。这两台飞秒振荡器由振荡器外外置的高品质低噪声连续532nm固体激光器泵浦,输出平均功率800mW,脉宽小于30fs. 该双飞秒振荡器分别作为泵浦光和探测光。

2 TL-1000-ASOPA 重复频率偏振稳定单元
      该单元用来稳定和设置泵浦光频束和探测光频束之间的频率偏置量+10KHz(+2KHz GaP),满足高速ASOPS的要求。系统的时间分辨率优于60fs(通常会达到45fs). TL-1000-ASOPS还提供一个该频率差的TTL触发信号给数据采集器件。

3 Tera-SED 3。 大面积THz发射器(天线)
      泵浦光振荡器光脉冲激发Tera-SED 3 大面积THz发射器(天线)从而产生THz射线到该时域光谱系统。

4 THz作用区域和电光探测器。
      提供THz发射器生产的THz射线经过离轴抛物面镜整形和传导到110晶相的ZnTe晶体探测器(GaP可选)。在这种典型的结构中,THz射线被聚焦到焦点为0.5mm大小并通过样品区,测量透射光。THz射线通过的区域被尽可能的提纯的水蒸气最小化。被用于光电探测的探测光脉冲由光电探测晶体探测THz区域。该系统使用PR130作为光电探测器。

5 数据采集板和HASSP软件
      PR130光电探测器信号被一个14为数字转化板转化为数字信号并按125MS/s采用。数据采集板由TL-1000-ASOPS提供的方波信号触发,或由同步于时间延迟扫频光脉冲的可调光学触发信号来触发。实时刻度被转化成时间延迟刻度τ(t)

关于英国Laser Quantum公司

      Laser Quantum公司位于英国柴郡,是英国最大的激光器制造商,现有员工120人,连续20年向全球科研和工业市场提供连续激光器、超快激光器和振荡器。连续激光器功率高达16W。Laser Quantum公司独特的二极管泵浦固体激光器(DPSS)和超快激光器涵盖MHz 和GHz范围。Laser Quantum公司的DPL激光器以OEM方式被很多著名公司选用,如法国JY公司的拉曼光谱仪。 2012年11月Laser Quantum公司宣布收购德国Gigaoptics公司。Gigaoptics公司是全球GHz 超快振荡器和激光器的领导者。


资料下载:

HASSP-THz

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