自由空间电光取样利用的电光效应是低频电场(太赫兹脉冲)和激光束(光学脉冲)在探测晶体中的耦合。太赫兹的电场调制探测晶体的双折射,进而调制了通过探测晶体的探测光束的椭圆偏振度。测量探测光束被调制的椭偏度可以得到包括所施加的太赫兹电场的强度和相位等信息。
3.2 THz 探测
光电导取样--PCAPCA门控探测技术
自由空间电光技术
4. THz 波谱
THz 时域光谱系统是一种相干测量技术,可同时获得 THz脉冲的振幅和相位信息。通过对时间波形进行傅立叶变换,能直接得到样品的吸收系数和折射率等光学信息。
5. THz 成像
THz 透射成像系统
THz 量子级联激光器
- 2002年NatureNature报道,首个太赫兹量子级联激光器由意大利和英国的学者合作研制成功;
- 中国科学院半导体研究所已申请太赫兹量子级联半导体激光器材料的生长方法;
- 波导层结构设计是制备太赫兹((THzTHz))量子级联激光器的关键问题之一。

- 光电导天线
- THz 反射镜、透镜、滤波片
- THz 离轴抛物镜
- THz 偏振片、波片
- 渥拉斯顿棱镜
- EO 晶体、平衡探测器
- Bolometer
7. 国内外科研动态
- 美国伦斯勒理工学院 THz 研究中心实现 T射线层析成像和生化样品识别和成像;
- 美国其他实验室开展非线形 THz 光谱分析,如 THz 波量子光学和量子计算;
- 在德国,实现 THz 共振结构用于无标记 DNA 识别;
- 日本实现了在强磁场下半导体产生 THz 射线;
- 在国内,天津大学姚建铨利用 PPLN 获得 THz 波辐射;
- 上海微系统所理论上研究 THz 和低维半导体的相互作用;
- 西安理工超快研究中心,在对光电导开关机理的深入研究的基础上,研制出 THz 光电导偶极天线。
8. 知识点:
- 光整流,是电光效应的逆过程。当一束高强度的单色激光在非线形在非线形介质中传播时,它会在介质内部通过差频振荡效应激发一个恒定(不随时间变化)的电极化场。恒定的极化场不辐射电磁波,但在介质内部建立一个直流电场。
- 超短激光脉冲,可以分解成一系列单色光的叠加。
- 在非线形介质中,单色光分量差频振荡效应,将产生一个低频振荡的电极化场,向外辐射 THz 波。
- 光整流的转换效率主要依赖材料的非线形系数和相位匹配条件。
太赫兹技术的发展现状及应用前景分析