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Applications

Spectroscopie Terahertz dans le domaine temporel

La spectroscopie THz est un domaine de recherche en croissance en raison de ses applications dans de nombreux domaines de la science, de la sécurité et de tests de produits. Le rayonnement THz se trouve entre les régions infra-rouge et micro-onde du spectre électromagnétique, mais contrairement à la spectroscopie UV / Vis ou IR, il n’y a actuellement pas de méthodes directes compétitives qui soient capables de mesurer l’absorption de manière conventionnelle. La solution consiste à utiliser la spectroscopie THz dans le domaine temporel (THz-TDS), où le spectre de fréquences est dérivé de la transformation de Fourier rapide à partir d’un transitoire dans le domaine temporel. En règle générale, la THz-TDS est basée sur des impulsions laser ultracourtes émises par un laser à blocage de modes pour la génération d’impulsion ultracourte THz et l’impulsion de sonde retardée pour la détection sensible à la phase du rayonnement. Les systèmes THz-TDS peuvent couvrir une large gamme de fréquences allant de quelques dizaines de GHz jusqu’à l’infra-rouge proche.

Un inconvénient des systèmes THz-TDS conventionnels est l’utilisation d’une plage de retard mécanique pour réaliser le retard temporel entre l’impulsion THz et l’impulsion de détection optique. Cela conduit à un taux d’acquisition intrinsèquement faible pour les transitoires THz. Pour l’analyse des spectres d’absorption moléculaire dans la phase gazeuse, une haute résolution spectrale de l’ordre de 1GHz et donc un retard temporel de 1ns sont requis. A cet effet, un système THz-TDS conventionnel a besoin d’une plage de retard mécanique ayant une distance de translation de 15cm. Le temps nécessaire pour accélérer et décélérer la plage entre environ 10.000 points de données et faire la moyenne du bruit du laser conduit généralement à un temps d’acquisition total de l’ordre de quelques dizaines de minutes. Par conséquent, les applications pour lesquelles l’acquisition d’un tracé THz doit être terminée en quelques secondes sont impossibles à réaliser.

L’échantillonnage asynchrone optique (ASOPS) est une technique de spectroscopie qui ne nécessite pas de plage de retard mécanique, évitant ainsi les inconvénients potentiels décrits ci-dessus. La mise en œuvre à grande vitesse d’ASOPS par Laser Quantum fonctionne avec deux lasers taccor ayant des taux de répétition décalés.

La génération de rayonnement THz se fait soit par des processus non-linéaires dans un milieu spécial, soit par un commutateur photoconducteur de semi-conducteurs. Ces deux méthodes convertissent le train d’impulsions optiques en train d’impulsions THz. Les commutateurs photoconducteurs permettent le multiplexage pour obtenir une plus grande efficacité de conversion qui peut atteindre des niveaux de l’ordre de 2 x 10-3.

Laser Quantum est expert dans le domaine de la THz-TDS et offre une large gamme de produits adaptés.

  • Le Tera-SED est un émetteur THz basé sur un réseau de commutateurs photoconducteurs qui offre une grande efficacité de conversion du régime optique au régime THz et une facilité de manipulation.
  • Le HASSP-THz est un spectromètre THz-TDS complet offrant une résolution spectrale de 1GHz et une couverture spectrale de 6THz pour des applications scientifiques. Les éléments de base consistent de deux lasers femtosecondes clé en main taccor, avec un taux de répétition de 1GHz.
  • Le gecco est un laser de 80MHz adapté à une utilisation avec des systèmes THz-TDS conventionnels et offre des impulsions courtes avec des énergies élevées.
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