太赫兹光电导天线宽谱高功率太赫兹无偏压天线大激发面积太赫兹发生器

太赫兹光电导天线宽谱高功率太赫兹无偏压天线大激发面积太赫兹发生器

一、宽谱高功率太赫兹天线 无偏压太赫兹天

产品特点       
       Eachwave推出的新型无偏压高功率宽谱THz发射器是fs激光泵浦的太赫兹源，可以用各种激光器来泵浦（如波长在700-1600nm的低功率振荡器、或者放大器）。它是理想的近场成像THz源，我们同时有太赫兹近场探针可选。当然我们的THz发射器也可以应用于远场光谱的研究以及其他THz应用。

我们的THz发射器是基于一个专利技术（德国专利号：DE102012010926 A1），利用双金属光栅结构实现无偏压的光学泵浦THz辐射。THz发射器具有一个很大的可激发面积，激发光的功率可以从5mW高至1W，并不会引起转换效率饱和的现象。
主要特点：     
 ——高的转换效率（得益于其纳米级双金属结构设计）
——高的辐射功率（得益于其大的可激发面积）
——非常适用于TeraSpike微探针的THz源
——简单易用
——可以被当做点光源来使用，亦或者阵列辐射器
——辐射出光具有线偏性
——非常的耐用因为没有偏压
——没有暗电流
辐射特性和工作原理:
       近红外或红外的飞秒（建议<150fs）脉冲激发TeraBlast太赫兹发射器，发射出的太赫兹脉冲辐射为线性偏振状态。下图是利用我们的太赫兹近场探针（TD-800-X-HRS），通过时域扫描的方法，探测出的太赫兹发射器表面电场。明亮的高频太赫兹振荡部分被局限在几个毫米的的区域，而低频GHz频率则在更广泛的区域被辐射出来。 辐射场的形貌可以根据调节入射激发光束来轻松地改变。

太赫兹激发方案: 太赫兹辐射过程基于肖特基场在非对称的金属-半导体连接点引发的光电流



测试样例 (TeraBlast TD-1550-L-165): 远场自由空间太赫兹时域谱测试，N₂环境，探测端为400um厚度的GaP晶体，基于异步采样时域光谱技术
详细参数
 

型号	TeraBlast TD-1550-L-165
激发波长	700 .. 1600 nm
平均激发功率	5 mW .. 1000 mW
平均太赫兹功率	> 2.5 µW (a)
可激发区域直径	ca. 11 mm (b)
适配器外径	1/2 inch

(a) 370mW激发，利用热电探测器测量（Spectrum Detector Inc. SPI-D-62-THz) ；
(b) 可根据客户需求定制更大激发面的天线。




二、太赫兹光电导天线

产品简介       

      适用于1560 nm激光器的光纤耦合型 TERA15-FC 太赫兹天线模块是针我们对灵活而可靠的全光纤太赫兹时域光谱系统而开发的独特解决方案。得益于InGaAs/In-AlAs多层Mesa结构和发射器所加高偏置电压保证高功率太赫兹输出，对发射器和探测器结构优化亦为更高的太赫兹带宽提供了保证。保偏光纤耦合确保器件即使在恶劣的环境下仍能可靠而稳定运行。

 

数据的测试条件激光器型号：Menlo Systems的C-Fiber, ZX波长1560 nm，重复频率100 MHz，通过色散预补偿保证到达光纤耦合太赫兹天线处的脉宽<100 fs脉冲.
发射器 TX:平均光功率: 20 mW 电压输入/输出: 120 V； 探测器 RX:平均光功率 16 mW，电压输入/输出: 10 7 , 跨阻放大器

 

技术参数

 

规格参数	TERA15-TX-FC 发射器	TERA15-RX-FC 探测器
光导材料	InGaAs/InAIAs	LT InGaAs/InAIAs
感光波长	1.57 µm	1.57 µm
天线类型	带状线: 100 µm	偶极子: 25 µm; 间距: 10 µm
太赫兹波发散角	± 12.5° 半高全宽 (THz高莱探测器测得)	± 12.5° 半高全宽 (THz高莱探测器测得)
太赫兹功率	>100 µW (热释电探测器测得)
电气连接	1 m带SMB接头的电缆, BNC适配器	1 m带SMB接头的电缆, BNC适配器
光纤跳线	l = 100 cm, FC/APC 接头, PM-PANDA 光纤; SMF28 光纤可选	l = 100 cm, FC/APC 接头, PM-PANDA 光纤; SMF28 光纤可选
工作条件
平均光功率	<30 mW	<40 mW
光脉冲持续时间	<100 fs	<100 fs
重复频率	100 MHz (80...250 MHz)	100 MHz (80...250 MHz)
偏置电压	120 V (单极), 0 - 120 V 调制	n.a.
调制频率	75 kHz (单极)	n.a.

三、大激发面积太赫兹发射器
 

产品简介

         GX率的太赫兹辐射源对一系列太赫兹科学技术的应用有着非常重要的影响，一个重要的方面就是宽的带宽，以及高的电场强度。这通常依赖于大激发面积的辐射源，传统的概念上辐射源需要高的偏置电压（高至几百V）激发才能达到KV/cm的THz电场强度。上海屹持光电推出的大激发面积太赫兹发射器是一款大激发面的且仅需要很低偏置电压的GX率光电导天线。

产品特点

√  大的激发面积

√  低的外部偏置电压

√  不需要外部冷却装置

√  超级集成化的封装设计

技术规格

        上海屹持光电推出的Tera-SED是一款基于LT-GaAs的GX率太赫兹光电导天线。我们提供两个不同版本的大激发面积光电导天线：10mm*10mm激发面积的天线适合于放大级飞秒激光器系统（单脉冲能量可以高至300uJ）；3mm*3mm版本的光电导天线适合于震荡级飞秒激光器。

 

右图是实验测试频谱数据（0.7nJ pump功率，GaP晶体探测的结果）

 

频谱峰值	1THz-1.5THz
频谱宽度(@-10dB)	~2.5THz
光学激发功率密度	8W/mm2
激发功率	650mW
激发波长	700-850nm
尺寸	1英寸外径
太赫兹脉冲强度	可至5KV/cm
偏置电压	10-30V
偏置电压调制频率	DC-100KHz
占空比	5%-

辐射太赫兹的能力

 

	偏置电压Vbias	占空比	THz电场强度
Tera-SED3	up to 10V	CW	100V/cm (@10V)
	10-20V	50%	200V/cm (@20V)
	30V	10%	300V/cm
Tera-SED10	up to 5V	CW	1000V/cm(@5V)
	5-20V	50%	2000V/cm(@20V)
	25V	5%	5000V/cm

四、太赫兹天线 THz antennas PCA

产品简介     
 光电导天线是目前THz时域光谱仪中常用的THz产生与探测器件，生产工艺已经趋于成熟。上世纪 80 年代，太赫兹之父 D．Grischkowsky 等人利用光电导天线产生了 THz 辐射。这种方法发展到现在，已经成为一种较为普遍的实验方法。如下图，偶极天线结构被制作在低温生长的GaAs 上，利用光子能量大于 GaAs 禁带宽度的超短脉冲激发天线装置，是半导体内部产生电子-空穴对，这些载流子再外加电场的作用下将会加速运动形成一个瞬态电流，从而辐射出 THz 脉冲。
 

Batop公司简介
 BATOP GmbH成立于2003年，是一家曾隶属于德国耶拿大学的私人创新型公司。BATOP从事的专业领域包括：低温分子束外延技术，介质溅射镀膜，晶圆加工和芯片安装技术。Batop的一个主要的产品系列是用于太赫兹发射和探测的太赫兹光电导天线(PCA)。BATOP不仅提供单带隙天线，还包括整合了微透镜的高能大狭缝交叉天线阵列和整套的太赫兹时域光谱仪。 太赫兹光电导天线的激发波长为800nm到1550nm之间。BATOP借助强大的研发能力来不断提高自己的产品， 我们始终和客户在一起，更好的满足他们的需求。



光电导天线选型推荐

 

天线类型	发射	探测	低频段	高频段	低激发光强	高激发光强
蝴碟形天线	+	+ +	+ +	-	-	+
平行形天线	+ +	+	-	+ +	+	-
领结形天线	+	+ +	+	+	+	-
天线阵列	+ +	+ +	-	+ +	-	+ +
领结指间形天线	+	+	+	+	+ +	-
螺旋形天线	+ +	+ +	+ +	-	+	-

PCA 产品列表
激发光波长  530 nm ... 860 nm
激发光波长   800 nm ... 1100 nm
激发光波长   1000 nm ... 1550 nm






五、太赫兹光电导天线阵列
 

 
  BATOP不仅提供单带隙天线，还包括整合了微透镜阵列的高能长狭缝交叉指型光电导天线。 

   

 产品特点：

•  高太赫兹输出功率（可至280uW）
•  大面积发射/探测
•  高的转换效率~ 10^-4（100µW THz / 1 W optical power）
                               （200uW THz / 3 W optical power）
•  谱宽 0.1 – 3 THz
•  封装有超半球Si透镜和SiO2透镜阵列




产品参数
 

型号	IPCA 21-05-300-800-h	IPCA 21-05-1000-800-h	IPCA 21-05-3000-800-h
激发功率	50-500 mW	0.5-3 W	3-10 W
弛豫时间	200 fs	200 fs	200 fs
暗电阻	50 KΩ	3 KΩ
偏置电压	15-25 V	15-25 V	15-25 V
激发区域	300um×300um	1mm×1mm	3mm×3mm
激发波长	800nm

        交叉指型光电导天线的电极被大大的延长，通过微透镜阵列几乎每个电极间隙都被飞秒激光聚焦激发。微透镜阵列的占空比为73.5%，这可以确保几乎所有的入射光能量都用来激发载流子的产生。尽管如此大的面积需要偏置电压，但是交叉指型微透镜阵列光电导天线需要的偏置电压可低至~15V，因为电极间距只有5um。相干激发每个电极后，每个微透镜聚焦点辐射出的太赫兹在远场干涉叠加，发射出强太赫兹辐射。激光束必须准确的调准照射在每个电极中间才能使得交叉指型微透镜阵列天线激发出更优化的THz信号。



 

       iPCA 芯片尺寸 4 mm x 4 mm,厚度 625µm, 封装在一个25.4mm直径的铝制夹具上。背面封装有12mm直径的高阻硅半球透镜，天线正面封装着预校准的石英微透镜阵列，尺寸2×2mm。天线带有1m长的同轴电缆BNC或SMA接头类型可选。