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Applications

Haute Vitesse D'échantillonnage Asynchrone Optique

La spectroscopie traditionnelle dans le domaine temporel utilise une lame de translation pour ajuster le décalage entre un faisceau laser ultrarapide partagé en deux qui arrive sur un échantillon. Le premier faisceau produit l’excitation de l’échantillon dans un état de non-équilibre, suivi par l’impulsion retardée, qui teste la réponse de l’échantillon. En utilisant la lame de translation, le décalage peut être allongé en augmentant la distance que l’un des faisceaux partagés doit traverser, analysant ainsi la réponse de l’échantillon pour des temporisations différentes.

La réponse de l’échantillon est souvent analysée en termes de réflectivité, transmission et autre phénomène électro-optique. La spectroscopie ultrarapide dans le domaine temporel est utilisée pour évaluer relaxation d’enveloppe transporteur, vibrations de réseaux et autres phénomènes collectifs dynamiques (polaritons, plasmons, supraconductivité, transitions de phase, etc.) dans des solides, semi-conducteurs et gaz.  Des réalisations expérimentales typiques incluent : spectroscopie terahertz (THz) dans le domaine temporel, spectroscopie ultrarapide pompe de sonde, inspection de semi-conducteur et plaques basée sur des ultrasons picosecondes, spectroscopie résolue en temps de photoélectrons et tomographie par cohérence optique à rapide balayage.

Un inconvénient grave de la méthode conventionnelle est le fait que la masse physique doit être déplacée pour obtenir le délai de temporisation, ce qui limite considérablement la vitesse de balayage. De plus, les phases de translation souffrent de tolérances résiduelles de fabrication et d’erreur d’alignement empêchant un calibrage précis qui peut potentiellement causer des artefacts de mesure.

La haute vitesse d'échantillonnage asynchrone optique mesure les mêmes caractéristiques de l’échantillon mais utilise deux lasers ultrarapides avec des taux de répétition compensés. Le délai séparant les impulsions d’excitation et de sonde est balayé automatiquement à un taux constant donné par le décalage de fréquence. Cela a l’avantage d’offrir une très grande vitesse d’analyse avec une fenêtre de temps de 1nanosecondes et une résolution de 45 femtosecondes en seulement quelques millisecondes. En outre, la stabilité du système est améliorée car il n’y a pas de mouvements mécaniques qui affectent la stabilité de pointé ou la taille du faisceau.


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