太赫兹系统(0.1~10THz)的空间分辨率与时间分辨率都很高,能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具优势,广泛应用于THz光谱学、THz成像与检测、THz卫星太空成像和通信。
Firefly-THz窄线宽高亮度可调谐太赫兹激光光源Firefly-THz为新一代经济适用的纳秒脉冲、窄线宽、高亮度、可调谐太赫兹激光光源,集成DPSS激光器与最新的OPO设计结构,平均功率高达10μW,是其它脉冲THz光源的十倍,纳秒脉冲简化了数据处理,无需在探测后对数据进行傅立叶转换。
1.自动波长调节与室温操作
2.超小体积,集成泵浦源
3.高亮度,平均功率>5μW@250Hz,峰值功率>1W
4.波长可调范围宽,从1.2THz到>3THz(<100μm—250μm)
5.脉冲宽度<10ns,重复频率可达250Hz
6.线宽<50GHz
7.应用于THz光谱学、无损测试NDT、药品与炸弹的探测分析与成像、生物医疗诊断
SPH-62 THz太赫兹探测器与SPI-A/D-62 THz太赫兹功率计SPH-62 THz太赫兹探测器与SPI-A/D-62 THz太赫兹功率计可以探测30μm—3mm波段光源的功率与能量。SPI-D-62 THz为焦热电探测器,SPI-A -62 THz为模拟型焦热电太赫兹测量仪,SPI-D -62 THz为USB数字型焦热电太赫兹功率计。可以选择SPH-CM-TEST测试盒对SPH-62 THz太赫兹探测器进行驱动与测试性能优化。
响应光谱范围0.1—30THz,平坦光谱响应
电压响应度150000V/W
噪音等价功率NEP低达4 x 10-10 W/(Hz)1/2
测量功率范围2μW—200mW,分辨率2nW
太赫兹功率计通过电脑USB接口及LabView软件进行测量与控制,软件功能丰富
应用于THz太赫兹光源高精度功率能量测量
使用Firefly-THz太赫兹激光光源对食品样品(上图)进行太赫兹成像(中、下图)
使用Firefly-THz太赫兹激光光源进行太赫兹成像如果要将太赫兹(THz)辐射用于生物医学成像、国家安全、天文学以及工业检测等领域中,就需要实用的THz光源。THz光源粗略的定义为辐射波长在30微米到1毫米之间的光源,它可以穿透到器官组织的内部而不会像X射线那样造成损伤,也能够将有机组织与不断变化的水成份区分开来。
通过采用多种方法,人们在开发THz光源方面取得了很大进展,Firefly-THz为新一代经济适用的、小型的、在室温下工作的THz光源,其调谐范围为1.2到3.05THz(对应于100到250微米的波长),与之前的技术相比,此光源所需的泵浦能量减小了10倍多,而THz脉冲能量却提高了25倍。这一THz光源采用非共线相位匹配的光参量产生技术研制而成,能够产生1W的峰值功率和5nJ的脉冲能量。
该THz辐射产生技术采用了一种新颖的泵浦光与空闲光交叉作用的腔结构,使非线性介质位于泵浦激光腔的内部,并受到循环的腔内电磁场的控制。由于在最佳输出耦合条件下,内部电磁场强度比外部电磁场强度高一个数量级以上,因此不需要使用高能量的泵浦激光。实际上,采用这一技术实现的峰值功率为1W的THz辐射源所使用的泵浦激光的能量仅为1.3mJ,相比之下,利用其他的光参量产生技术所需的典型泵浦能量值在20mJ以上。
在该THz光源装置中,准连续二极管激光器(QCW LD)工作在钕(Nd)的激发波长808nm附近,用它泵浦由间距为37cm的两个反射镜组成的谐振腔(见图)。腔内的其他光学元件保证激光器以调Q的方式工作,以获得所需的峰值功率。激光增益介质为Nd:YAG晶体。空闲光或光学参量振荡器(OPO)的谐振腔由反射镜M3、M4以及非线性晶体组成,腔长为13cm。根据结构设计,OPO腔可以相对于泵浦激光腔的轴线旋转,以便于调节空闲光腔的轴线相对于泵浦激光的角度,这样可以在非线性晶体内有效地产生可调谐太赫兹辐射。
采用这种非共线相位匹配结构,产生的太赫兹辐射以30°的角度入射至5x50mm非线性晶体的侧面,该非线性晶体的横截面为边长5mm的正方形,长为50mm。因为这个角度超过了晶体的全内反射角11°,采用由硅构成的棱柱形输出耦合结构将晶体-硅分界面的全内反射角提高到38°,从而使太赫兹辐射能够从晶体中出射。
尽管没有测量太赫兹光束的空间分布,但据估计光束在远场为高斯分布并且接近衍射极限。

为了产生宽调谐范围、高效率的THz辐射源,利用一个工作在808nm附近的二极管激光器 泵浦由相距37cm的两个反射镜M1和M2所构成的谐振腔。反射镜M1对于1064nm光波的反射率大于98%,而对于808nm光波高度透射,反射镜M2对于1064nm光波的反射率为90%。激光增益介质(LG)、1/4波片(QW)、电光Q开关(QS)和偏振片(POL)保证了泵浦激光器以调Q的方式工作。非线性晶体(NL)置于反射镜M3和M4之间,形成了光学参量振荡器(OPO)谐振腔,THz辐射即从此腔中产生。
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