Получение оптических свойств сред в ТГц диапазоне частот

Методом отражения.

Цель работы: изучение методик получения оптических свойств объекта путём отражения ТГц импульса от его границ.

Объект исследования: ТГц измерительная установка на отражение, подложка из кремния, исследуемый объект.

Задачи, решаемые в работе:

4. Ознакомление с методиками измерения оптических свойств методом на отражение.

5. Ознакомление с конструкцией ТГц измерительной установки в режиме на отражение.

6. Изучение алгоритмов расчёта показателя преломления n и других оптических свойств.

В импульсной терагерцовой схеме волновая форма терагерцового импульса E(t) регистрируется путем получения выборки значений поля терагерцового импульса в различные моменты времени. Ультракороткий лазерный импульс расщепляется на импульс накачки и зондирующий импульс, которые используются, соответственно, для генерации и детектирования терагерцовых импульсов. Зондирующий лазерный импульс взаимодействует с определенным участком терагерцового импульса в детекторе. Терагерцовое поле регистрируется как функция временной задержки зондирующего импульса. Преобразование Фурье от волновой формы терагерцового импульса позволяет получить частотный спектр терагерцового импульса.

, (1)

где - зависимость комплексной амплитуды сигнала от частоты, - амплитудная составляющая, - фазовая составляющая

Терагерцовый спектр (1) принципиально является комплексной величиной. Терагерцовый импульс обычно содержит всего несколько осцилляций поля, поэтому его спектр может простираться более чем на октаву (в спектральном интервале, равном одной октаве, наибольшая частота в два раза превосходит наименьшую). Ширина спектра излучения импульсного терагерцового источника может составлять величину от 0,1 ТГц до 10 ТГц и даже более. Записывая волновую форму терагерцового импульса после его взаимодействия с некоторой мишенью и затем вычисляя спектр по формуле (1), можно получить спектральную характеристику мишени в диапазоне частот, присутствующих в спектре импульса. В связи с тем, что получение спектра происходит путем регистрации волновой формы (осциллограммы) импульса, то данный метод получил название терагерцовой спектроскопии во временной области (в англоязычной литературе – Terahertz Time-Domain Spectroscopy, THz TDS).