テラヘルツ発生
ZnTe結晶
最新のTHz時間領域分光法(THz-TDS)では、超短レーザーパルスの光整流(OR)によってTHzパルスを生成し、その後、特殊な配向の非線形結晶における自由空間電気光学サンプリング(FEOS)によって検出するというアプローチが一般的です。 。
光整流では、入射強力なレーザーパルスの帯域幅がTHz放射の帯域幅に変換され、光信号とTHz信号の両方が非線形結晶を通して共伝播します。
FEOS では、THz パルスと弱いプローブ レーザー パルスの両方が非線形結晶内を共伝播し、特別に偏光されたプローブ レーザー パルスの THz 場誘起位相遅延を引き起こします。この位相遅延は、検出された THz 信号の電界強度に比例します。
光学的に接触したZnTe結晶
10×10×(1+0.01)mm
結晶配向が <110> である ZnTe のような非線形結晶は、法線入射で OR および FEOS に適用できます。ただし、<100> 配向の結晶は、その線形 THz 特性と光学特性は <110> 配向の結晶と同一ですが、OR および FEOS に必要な非線形特性を備えていません。THz の発生または検出を成功させるための要件このような非線形結晶ベースの THz-TDS 分光計では、生成 (検出) 光パルスと生成 (検出) された THz 信号の間の位相整合が行われます。それにもかかわらず、THz 分光アプリケーションに適した非線形結晶は THz 範囲で強い光フォノン共鳴を持ち、THz 屈折率の強い分散により位相整合周波数範囲が制限されます。
厚い非線形結晶は、狭い周波数帯域の周囲で THz 光位相整合を実現します。光信号と THz 信号は長い共伝播距離にわたってより大きなウォークオフを経験するため、それらは生成 (検出) レーザー パルスの帯域幅の一部のみをサポートします。ただし、生成（検出）されるピーク信号強度は、一般に、長い共伝播距離では高くなります。
薄い非線形結晶は、生成 (検出) レーザー パルスの全帯域幅内で良好な THz 光位相整合を実現しますが、信号強度は THz 光共伝播距離に比例するため、生成 (検出) 信号強度は通常小さくなります。 。
THzの生成と検出において広帯域の位相整合を実現し、同時に十分に高い周波数分解能を維持するために、DIEN TECHは、(100)ZnTe上に厚さ10μmの(110)ZnTe結晶を組み合わせた屈折結合ZnTe結晶の開発に成功しました。減算します。このような結晶では、THz 光の共伝播は結晶の <110> 部分内でのみ重要であり、多重反射は結合された結晶の厚さ全体に及ぶ必要があります。
