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诺派激光飞秒光源,助力商用太赫兹设备产业化

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公司新闻
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2019-09-06 14:20
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【摘要】:
近年来,太赫兹技术的研究和应用在食品/药品检测、安检设备、医疗诊断、半导体材料检损等众多领域显示了重大的技术优势及产业化前景。超快光纤激光器的出现,进一步促进了太赫兹技术的商业化步伐。相较于光泵太赫兹气体激光器复杂庞大的体积和钛宝石激光器昂贵的价格,超快光纤激光器因其结构紧凑、体积小巧、高性价比的优势而备受市场青睐。 诺派出品:     诺派激光研制的Rainbow1550OEM正是这样一款专为商用化太赫兹系统设计开发的小型化飞秒光纤激光器。它通过了严格的工业化测试标准,具有高稳定可靠性、免维护、易集成等优势,是目前太赫兹商用系统的理想光源。   关于太赫兹: 什么是太赫兹?     太赫兹(Terahertz,THz,1012Hz)通常指的是频率在0.1~10THz范围内(相对应的波长为3mm~30μm)的电磁波,在光学领域被称为远红外,而在电子学领域,则称其为亚毫米波、超微波等,在整个频谱中介于微波与红外光之间。与其他频段的电磁波相比,太赫兹的主要特点包含:    1)低光子能量(安全性),避免了对被检物质的破坏;    2)高透性:皮秒量级的脉冲宽度和极高时间分辨率使得太赫兹波对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性,可对不透明物体进行透视成像;    3)指纹谱性:太赫兹波段包含了丰富的物理和化学信息;大多极性分子和生物大分子的振-转能级跃迁都处在太赫兹波段。 太赫兹系统的典型结构  典型的太赫兹时域光谱系统主要由超快光纤激光器、太赫兹发射及探测装置和时间延迟控制系统三个部分组成。下图是一个反射式系统的示意图,将样品放置于太赫兹时域光谱系统光路中,采集经过样品反射前后的太赫兹波的时域波形并采用傅里叶变换使其变换到频域,通过对两组频域数据分析处理就可以得到被测样品相关的一些光学参数,比如折射率、吸收系数等。  注:基于小型化超快光纤激光器搭建的反射式太赫兹时域光谱系统 太赫兹波的产生和探测 太赫兹的相干探测系统中包含一个分束装置,将一束超快脉冲激光分为泵浦光和探测光,其中泵浦光激励产生太赫兹脉冲,而探测光取样探测太赫兹脉冲,这样探测光和太赫兹脉冲本身就有固定的时间关系。在探测系统中精确的控制泵浦光和探测光在时域上的延迟,从而使得探测脉冲和太赫兹脉冲以不同的时间到达探测器或探测晶体。由于探测光的脉冲宽度(飞秒量级)远小于待探测的太赫兹脉冲宽度(皮秒量级),这样再通过光学延迟台控制两者之间的时间延迟,相当于探测脉冲扫描太赫兹脉冲,从而得到太赫兹脉冲的完整波形。
诺派激光飞秒光源,助力商用太赫兹设备产业化
 
  近年来,太赫兹技术的研究和应用在食品/药品检测、安检设备、医疗诊断、半导体材料检损等众多领域显示了重大的技术优势及产业化前景。超快光纤激光器的出现,进一步促进了太赫兹技术的商业化步伐。相较于光泵太赫兹气体激光器复杂庞大的体积和钛宝石激光器昂贵的价格,超快光纤激光器因其结构紧凑、体积小巧、高性价比的优势而备受市场青睐。
 
诺派出品:
 
  诺派激光研制的Rainbow 1550 OEM正是这样一款专为商用化太赫兹系统设计开发的小型化飞秒光纤激光器。它通过了严格的工业化测试标准,具有高稳定可靠性、免维护、易集成等优势,是目前太赫兹商用系统的理想光源。
 
诺派激光飞秒光源,助力商用太赫兹设备产业化
 
 
关于太赫兹:
 
什么是太赫兹?
 
  太赫兹(Terahertz,THz,1012Hz)通常指的是频率在0.1~10THz范围内(相对应的波长为3mm ~ 30μm)的电磁波,在光学领域被称为远红外,而在电子学领域,则称其为亚毫米波、超微波等,在整个频谱中介于微波与红外光之间。与其他频段的电磁波相比,太赫兹的主要特点包含:
 
  1) 低光子能量(安全性),避免了对被检物质的破坏;
 
  2) 高透性:皮秒量级的脉冲宽度和极高时间分辨率使得太赫兹波对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性, 可对不透明物体进行透视成像;
 
  3) 指纹谱性:太赫兹波段包含了丰富的物理和化学信息;大多极性分子和生物大分子的振-转能级跃迁都处在太赫兹波段。
 
太赫兹系统的典型结构
 
 
  典型的太赫兹时域光谱系统主要由超快光纤激光器、太赫兹发射及探测装置和时间延迟控制系统三个部分组成。下图是一个反射式系统的示意图,将样品放置于太赫兹时域光谱系统光路中,采集经过样品反射前后的太赫兹波的时域波形并采用傅里叶变换使其变换到频域,通过对两组频域数据分析处理就可以得到被测样品相关的一些光学参数,比如折射率、吸收系数等。
 
诺派激光飞秒光源,助力商用太赫兹设备产业化
 
注: 基于小型化超快光纤激光器搭建的反射式太赫兹时域光谱系统
 
太赫兹波的产生和探测
 
  太赫兹的相干探测系统中包含一个分束装置,将一束超快脉冲激光分为泵浦光和探测光,其中泵浦光激励产生太赫兹脉冲,而探测光取样探测太赫兹脉冲,这样探测光和太赫兹脉冲本身就有固定的时间关系。在探测系统中精确的控制泵浦光和探测光在时域上的延迟,从而使得探测脉冲和太赫兹脉冲以不同的时间到达探测器或探测晶体。由于探测光的脉冲宽度(飞秒量级)远小于待探测的太赫兹脉冲宽度(皮秒量级),这样再通过光学延迟台控制两者之间的时间延迟,相当于探测脉冲扫描太赫兹脉冲,从而得到太赫兹脉冲的完整波形。
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