基于光电导天线和飞秒激光发展起来的太赫兹时域光谱技术（THz time-domain spectrometer THz-TDS）属于电磁辐射相位相干探测技术，是通过对THz脉冲不同时刻的电场强度进行位相相关的取样测量，获得THz脉冲的电场的时域波形，再对THz时域波形进行傅里叶变换，获得频谱和相位信息。

德国BATOP GmbH是一家成立于2003年的德国高科技私营公司，公司致力于研发和生产半导体非线性光学器件，如半导体可饱和吸收体（SESAM）、可提升激光信噪比的可饱和噪声抑制器、太赫兹光电导天线，基于BATOP的一系列核心光电器件研发出的完整的系统设备，如太赫兹时域光谱仪、皮秒微片激光器等。

BATOP公司提供各种太赫兹光谱仪和太赫兹套件。根据用户的应用要求和预算，可以选择台式太赫兹光谱仪、预装配太赫兹系统或太赫兹套件。使用基于LabVIEW的专有T3DS软件包，通过USB控制所有设置。然后可以对获得的太赫兹光谱进行处理，以确定材料的性质。Batop公司的太赫兹时域光谱仪已经在中国成功交付多套系统，主要客户包括山东师范大学，首都师范大学，广大工业大学等。

TDS10XX系列台式太赫兹时域光谱仪 

台式太赫兹时域光谱仪易于使用，适用于在太赫兹区域进行材料表征的实验室。光谱仪配有内部样品室（可以用氮气吹扫）或外部光纤耦合天线。这两种设置都可用于进行透射和反射测量。此外，光纤耦合天线还可用于太赫兹成像或角度分辨测量。所有光谱仪都通过USB控制，使用预装T3DS软件包的笔记本电脑。

每台太赫兹时域光谱仪（TDS）都使用短脉冲激光器，脉冲持续时间约为100fs，用于驱动太赫兹发射器和探测器天线。然而，在飞秒激光器的价格和对应的光电导天线性能之间经常需要寻找平衡。工作于800nm波长附近的光电导天线（PCA）性能更好，工作在1550nm波长的光电导天线则会受到低暗电阻和更长的弛豫时间的影响。不幸的是，1550nm飞秒激光的价格通常低于800nm飞秒激光。为了更好地满足不同客户的要求，Batop公司提供以下三种台式太赫兹时域光谱仪：

 TDS1008 with780 nm fs laser

 TDS1010 with1060 nm fs laser

 TDS1015 with1560 nm fs laser

TDS10XX系列台式太赫兹时域光谱仪的标准配置包括以下三部分：

样品室，可以用干氮气吹扫

样品舱内用于透射式测量的样品架

完整的光学（包括飞秒激光）和电子设备来运行光谱仪

产品特性：

光谱范围最高可至4THz

带透射测试样品仓，可充氮气

针对小样品可选聚焦太赫兹光束

有额外端口，适用于外部光纤耦合测试

可选x-y-z样品位移台，用于3D扫描透反射测试

T3DS软件支持

型号参数：

预装配的THz时域光谱仪

预装配的太赫兹系统设计使用客户提供的fs激光器。发射器和探测器天线的THz波光路将在光学面包板上预先对准。因此，只需将激光束送入光学装置即可。因此，该系统专为熟悉光学设置但可能不熟悉太赫兹光谱仪的客户设计。线性工作台和数据采集系统使用预先安装在笔记本电脑上的T3DS软件包进行控制。 

预装配的时域光谱仪的性能主要取决于所用的fs激光器。使用波长约为800nm的脉冲激光，脉冲持续时间<100 fs，指向稳定性<25μrad，可获得最佳效果。由于光纤中的色散和非线性效应，使用光纤耦合天线的光谱仪的太赫兹带宽和动态范围低于使用自由空间光路的光谱仪。

经济实惠的预装配的时域光谱仪系统，激光光源可以用客户的fs光源。可以接受的激光参数为：

中心波长：780nm, 1060nm, 1560nm

脉冲宽度：~100fs

重复频率：50-100MHz

平均功率：~40mW

主要参数：

最大扫描范围*:650 ps

光谱分辨率@最大扫描范围*:2GHz

准直THz直径:22mm

聚焦THz光束直径@ 1thz: ~ 1mm

最大带宽：4THz

动态范围：≥85dB

光纤耦合和自由空间输入方式可选

台式太赫兹时域光谱仪和预装配的THz时域光谱仪选配件

SHT 透射式光谱样品架

SHR 反射式光谱样品架

SHA 衰减全反射光谱样品架

CUV 用于液体样品透射光谱测量的样品池

SHF 用于光纤耦合光电导电线的样品架

FSU 快速扫描单元

IU150 成像单元

2TPX TPX THz透镜

T2T-m 角度扫描单元

THz配件套装

如果你熟悉太赫兹时域光谱仪的原理，并且有一台fs激光器，你可以选择一个太赫兹套件来构建你自己的系统。BATOP将为您提供软件、信号发生器、数据采集单元、延时器和太赫兹天线。我们还可以为您提供建造太赫兹光谱仪所需部件的建议。线性延时导轨和数据采集系统使用T3DS软件包进行控制，该软件包包含在USB闪存驱动器中，或者可以安装在单独的笔记本电脑上。

我们提供波长为780 nm、1060 nm和1560 nm的飞秒激光THz时域光谱仪，参数如下：

脉冲持续时间：~100 fs

重复频率：50-100MHz

平均光功率：30 mW（自由空间天线），40 mW（光纤耦合天线）

请注意，太赫兹规格在很大程度上取决于激光波长、选择的天线类型以及客户对整个系统的正确校准/设置。

THz套件由以下部件组成：

包含脉冲发生器和锁定检测的电子盒。

带有平行TPX透镜的太赫兹天线。

延迟线，具有650 ps的时间延迟。

USB闪存驱动器上的光谱仪软件包T3DS可用于测量太赫兹脉冲、现场计算太赫兹光谱、管理数据存储，并可用于确定样品参数，如复折射率。

THz光电导天线PCA

光导天线由低温生长的GaAs或InGaAs薄膜构成，覆盖有金属触点，可以用作激光激励的宽带太赫兹发射机或接收机，用于时域测量或用作光电混频器。通常，向发射器天线的电极触点提供交流电压，以便进行锁相测量。至少有两个重要的天线参数：长度l和间隙距离g。天线长度l决定共振条件下的首选频率。金属触点之间的天线间隙距离g必须用激光点照亮。PCA可以通过超半球或椭圆形硅衬底透镜实现，用于太赫兹光束整形。

除了用于自由空间的光电导天线，为了实现灵活的太赫兹传输或反射测量，Batop还提供光纤耦合天线。

THz光电导天线的选型标准

◆  激光波长λ：在~800 nm（或更短）激光波长下，具有LT GaAs吸收层的天线性能最佳，因为其高暗电阻和短弛豫时间<1 ps。

◆  天线长度l：短天线长度l≤ 100µm确保了在低频<1THz时降低信号幅度的成本下获得较大的太赫兹带宽。

◆  发射器/探测器组合：带宽和信号幅度之间的一个很好的折衷方案是使用短发射天线和稍长的探测器天线。天线PCA-40-05-10作为发射器，天线PCA-100-05-10作为检测器是一种合适的组合。

◆  如果太赫兹光学器件的数值孔径（NA）大大低于1，或者太赫兹光学器件存在一些失调或像差，则更大的探测器天线也允许收集聚焦的太赫兹信号。

◆  带iPCA的高太赫兹功率™:PCA的脉冲激光功率到太赫兹功率的典型转换效率约为10-4。因此，短偶极子天线在10mW的照明下发出约1µW的平均太赫兹功率。如果在800 nm波长下有更多的平均光功率，那么iPCA™ - 大面积光电导天线——可用作发射器或探测器，以增加信号幅度。

◆  用于光混频的天线：由于PCA cw光混频的非线性行为，使用两个不同频率但振幅和偏振相同的激光束可以产生和探测太赫兹。光混频的转换效率比脉冲激光激发低一个数量级以上。因此，光混频只能用于小于1太赫兹的频率。为了在该低频区域获得更大的信号，应使用具有更长偶极子（>100µm）的PCA。

   北京海科思锐光电仪器有限公司是Batop公司在中国的正式授权代理商，负责其全线产品在中国的市场推广、销售，以及售后服务。

   北京海科思锐作为一家专业的激光/光电产品代理公司，代理产品包括：各种激光器（半导体激光器，固体激光器，光纤激光器，气体激光器等，连续，纳秒，亚纳秒，皮秒，飞秒，单频，宽调谐激光器等），激光测试设备（激光功率计/能量计，光斑分析仪，M2仪，光谱仪，波长计，红外观察仪，光电探测器，自相关仪，spider等），激光与光学元器件（激光镜片，隔离器，光栅，滤波片，半导体激光电源，光纤器件），光谱仪器，光机械（光学隔震平台，位移台，调整架，光机组件等）。

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