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時域太赫茲光譜儀: HASSP-THz

時域太赫茲光譜儀HASSP-THz是Laser Quantum公司（原GigaOptics公司）研制的基于1GHz雙鈦寶石飛秒振蕩器異步光學采樣技術(shù)的THz光譜儀交鑰匙系統(tǒng)。該系統(tǒng)光譜范圍覆蓋6THz，60dB的峰值動態(tài)范圍采用時間在一分鐘以內(nèi)。異步光學采樣技術(shù)（ASOPS）技術(shù)無需機械延遲掃描，采樣速度高達10KHz！

應(yīng)用

1. THz發(fā)射光譜
HASSP-THz應(yīng)用于高精密，高光譜分辨率簡單易用的THz透射光譜科研研究應(yīng)用。ASOPS的原理決定了他不用機械式延遲導軌，不用去確定零時間點。無機械誤差和超高重復頻率使得該系統(tǒng)可以保證極高的測量精度和高分辨率。

2. THz動態(tài)過程研究
HASSP-THz 1GHz分辨率時每秒數(shù)據(jù)采樣速度高達10000個光譜！這這樣的超快采用速度可以應(yīng)用于動態(tài)過程THz研究和快速變化的環(huán)境下THz研究。

3. THz成像應(yīng)用

時域太赫茲光譜儀HASSP-THz技術(shù)指標：

HASSP-THz技術(shù)原理
HASSP-THz采用同步高速光學采用（ASOPS）原理。高速ASOPA可以同時實現(xiàn)高掃頻速度和高頻率分辨。這在傳統(tǒng)單飛秒振蕩器加機械掃描延遲線的時域測量系統(tǒng)是不可能實現(xiàn)的。高速ASOPS用兩臺獨立的1GHz重復頻率的飛秒振蕩器分別作為泵浦光和探測光。給這兩個脈沖存設(shè)定微小的頻率頻率差△fR =10KHz(對GaP 為2KHz)，則泵浦光和探測光△fR相位差在0-1ns(對應(yīng)1GHz)內(nèi)自動高速相位掃描，掃描頻率為10KHz在此機械式掃描延遲線不再需要了。

如圖，泵浦光和探測光存在微小的頻率差△fR，在此fR=1GHz, 1/fR=1ns., 1/△fR=10KHz，完成掃描的時間100us，對于重復頻率100MHz的雙飛秒激光器，如果完成掃描的時間還是100μs，則掃描頻率f=1KHz。而機械快掃描延遲線的掃描頻率在20Hz
 

HASSP-THz系統(tǒng)構(gòu)成：

HASSP-THz由集成于一個面包板上的各個系統(tǒng)和部件構(gòu)成，如上圖，包括：

1. GigaJet TWIN 雙飛秒振蕩器
GigaJet TWIN包含兩臺GigaJet 20 重復頻率1GHz飛秒振蕩器。這兩臺飛秒振蕩器由振蕩器外外置的高品質(zhì)低噪聲連續(xù)532nm固體激光器泵浦，輸出平均功率800mW，脈寬小于30fs. 該雙飛秒振蕩器分別作為泵浦光和探測光。

2. TL-1000-ASOPA 重復頻率偏振穩(wěn)定單元
該單元用來穩(wěn)定和設(shè)置泵浦光頻束和探測光頻束之間的頻率偏置量+10KHz（+2KHz GaP），滿足高速ASOPS的要求。系統(tǒng)的時間分辨率優(yōu)于60fs(通常會達到45fs). TL-1000-ASOPS還提供一個該頻率差的TTL觸發(fā)信號給數(shù)據(jù)采集器件。

3. Tera-SED 3。 大面積THz發(fā)射器（天線）
泵浦光振蕩器光脈沖激發(fā)Tera-SED 3 大面積THz發(fā)射器（天線）從而產(chǎn)生THz射線到該時域光譜系統(tǒng)。

4. THz作用區(qū)域和電光探測器。
提供THz發(fā)射器生產(chǎn)的THz射線經(jīng)過離軸拋物面鏡整形和傳導到110晶相的ZnTe晶體探測器（GaP可選）。在這種典型的結(jié)構(gòu)中，THz射線被聚焦到焦點為0.5mm大小并通過樣品區(qū)，測量透射光。THz射線通過的區(qū)域被盡可能的提純的水蒸氣最小化。被用于光電探測的探測光脈沖由光電探測晶體探測THz區(qū)域。該系統(tǒng)使用PR130作為光電探測器。

5. 數(shù)據(jù)采集板和HASSP軟件
PR130光電探測器信號被一個14為數(shù)字轉(zhuǎn)化板轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并按125MS/s采用。數(shù)據(jù)采集板由TL-1000-ASOPS提供的方波信號觸發(fā)，或由同步于時間延遲掃頻光脈沖的可調(diào)光學觸發(fā)信號來觸發(fā)。實時刻度被轉(zhuǎn)化成時間延遲刻度τ(t)
 

關(guān)于英國Laser Quantum公司

Laser Quantum公司位于英國柴郡，是英國最大的激光器制造商，現(xiàn)有員工120人，連續(xù)20年向全球科研和工業(yè)市場提供連續(xù)激光器、超快激光器和振蕩器。連續(xù)激光器功率高達16W。Laser Quantum公司獨特的二極管泵浦固體激光器（DPSS）和超快激光器涵蓋MHz 和GHz范圍。Laser Quantum公司的DPL激光器以O(shè)EM方式被很多著名公司選用，如法國JY公司的拉曼光譜儀。 2012年11月Laser Quantum公司宣布收購德國Gigaoptics公司。Gigaoptics公司是全球GHz 超快振蕩器和激光器的領(lǐng)導者。

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HASSP-THz