Uso de thz - TDS para detectar materiales

Introducción y aplicación

La técnica de espectrometría de dominio de tiempo de terahertz (thz - tds) es una técnica utilizada para caracterizar materiales y analizar sus propiedades en el rango de frecuencia de terahertz. Este rango de frecuencias es particularmente preocupante porque muchos materiales relacionados con la industria son translúcidos y / o tienen características espectrales obvias que permiten identificarlos. La tecnología de espectrometría de dominio de tiempo de terahertz funciona emitiendo pulsos cortos de radiación de terahertz y midiendo el tiempo necesario para que los pulsos pasen por la muestra y regresen. Al analizar las características del pulso de retorno, se puede obtener información valiosa sobre la composición, estructura y cambios dinámicos de la muestra.

En la industria automotriz, la tecnología espectral de dominio de tiempo de terahertz se utiliza para medir el espesor de la pintura automotriz sin contacto. Estas mediciones son esenciales para garantizar el control de calidad y detectar posibles problemas como la falta de uniformidad, uniformidad y estratificación de los recubrimientos. Del mismo modo, la tecnología espectral del dominio del tiempo de terahertz se puede utilizar para inspeccionar recubrimientos funcionales en aviones, como recubrimientos anticorrosivos o recubrimientos de barrera térmica. Pero también es útil en otras áreas: se puede usar para estudiar las propiedades ópticas y electrónicas de varios materiales, incluidos semiconductores, polímeros, cerámica y materiales compuestos. Ayuda a determinar el índice de refracción, la conductividad eléctrica y otros parámetros importantes de estos materiales.

Principales desafíos

Uno de los desafíos clave para lograr un sistema de espectrometría de dominio de tiempo de terahertz de alto rendimiento (thz - tds) es el escaneo de retraso óptico. Tradicionalmente, se han utilizado mesas de retraso mecánicas, pero a menudo requieren una compensación entre la velocidad de escaneo y el rango de escaneo. Hacer que estas plataformas mecánicas se muevan rápidamente a larga distancia es un desafío importante.

Las aplicaciones espectrales del dominio del tiempo de terahertz a menudo implican la detección de sistemas ópticos gruesos, en los que hay un gran retraso óptico entre la luz reflejada. En otros casos, se necesita una resolución espectral suficiente para distinguir las características espectrales necesarias. El escaneo de retraso óptico rápido desempeña un papel vital en la satisfacción de ambas necesidades.

Con el escaneo rápido de retraso óptico, el sistema espectral de dominio de tiempo de terahertz se puede aplicar a aplicaciones de escaneo rápido de puntos y fábricas que necesitan detectar grandes áreas de superficie en poco tiempo. En estos escenarios, el escaneo de retraso mecánico - óptico suele ser difícil de lograr un alto rendimiento.

Nuestra ventaja

El láser de doble peine de una sola cavidad proporciona una solución llamativa para lograr un escaneo de retraso óptico rápido y preciso, eliminando las limitaciones del nivel de retraso mecánico. Al utilizar el láser k2, el rendimiento y la versatilidad del sistema thz - TDS se pueden mejorar significativamente.

Ilustración de los parámetros de escaneo de retraso óptico en el sistema thz - TDS impulsado por un láser de doble peine de una sola cavidad. El escaneo de retraso óptico con una longitud de 1 / FREP se repite cada 1 / △ frep, dado por el desajuste△ FREP de dos frecuencias de repetición en forma de peine frep.

La supresión de ruido común en los láseres de doble peine de una sola cavidad garantiza una precisión de más de 10 femtosegundos en la línea de tiempo. Este control preciso del retraso del pulso permite una determinación precisa del espectro de alta resolución y las características del material. La tasa de repetición de gigahertz del láser K2 puede lograr un escaneo de retraso óptico a nivel nanosegundo. Esto coincide muy bien con las aplicaciones con necesidades de escaneo de retraso largo. Pero evita perder tiempo de medición en áreas sin señal, como es típico en sistemas láser doble de baja tasa de repetición.

Además, las características de pulso corto ( < 100 fs) de los láseres de doble peine de una sola cavidad ayudan a la cobertura espectral amplia de thz - tds. El peine de frecuencia generado por el láser K2 se puede convertir en pulsos thz de banda ancha con la ayuda de una antena fotoconductora de alta eficiencia (pca), proporcionando información espectral detallada dentro del ancho de banda ancha. Esta capacidad de caracterización integral a la frecuencia thz puede identificar las características moleculares y estructurales específicas del material.

Ventajas del K2 photonic para la detección de materiales

- escaneo rápido

El láser K2 - 1000 se puede utilizar para escanear un rango de retraso óptico significativo de 1 ns a una velocidad de más de 10 khz.

- alta precisión

La estructura de una sola cavidad y la supresión de ruido común garantizan la precisión de femtosegundos en la línea de tiempo durante todo el proceso de escaneo de retraso óptico.

- pequeño tamaño

No se necesita una línea de retraso mecánico, lo que simplifica en gran medida la implementación de la configuración thz - TDS de alto rendimiento.

- alta sensibilidad

Los láseres de doble peine de una sola cavidad pueden proporcionar escaneo de retraso óptico en un rango de retraso largo, lo que es muy adecuado para medir o comprobar muestras gruesas y complejas en alta resolución.