太赫兹时域光谱中脉冲太赫兹波全息探测

摘要

在太赫兹(THz)波与材料相互作用的研究中,传统的太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)通常仅探测某一偏振方向的脉冲THz波在与待测样品作用前后的幅值信息和相位信息的变化.然而对于各向异性、手性特征等材料的检测中,仅有样品的幅值和相位信息并不能给出样品物质完整的内在结构.各向异性、手性物质对不同偏振态的脉冲THz是非常敏感的,要通过THz光谱来反映这些手性物质的构型、构象等信息,就必须探测脉冲THz波作用样品前后的振幅、相位和偏振态.本文提出的脉冲THz波全息探测器(pulsed terahertz holographic detector,PTHD)由相互垂直的光电导天线阵元组成,可以通过一次扫描检测出脉冲THz电场在任意方向的正交分量,从而可同时检测出脉冲THz波作用样品前后的振幅、相位和偏振态的变化,故称为脉冲THz波全息探测器.实验和理论分析都验证了PTHD测量脉冲THz波偏振态的可靠性.同时,本文还利用响应矩阵分析了PTHD在0.1—2.2 THz光谱范围内具有良好的对称性.