背景介绍 >>太赫兹近场扫描成像系统原理介绍
太赫兹波由于光子能量很低、 具有非破坏性和非等离特性, 使得太赫兹在材料检测和无损探测方面有着广泛应用. 更为值得提出的是太赫兹成像, 特别是在生物医学方面的成像, 引起了人们的广泛关注。在可见光不能穿透或X射线对比度无法达到要求的情况下, 太赫兹成像则成为最佳选择。但是传统远场太赫兹成像系统受衍射极限的限制, 最小只能分辨λ/2的尺度, 即对应于1 THz的最小分辨率为0.15 mm。其毫米量级的成像分辨率在一︾定程度上制约了太赫兹成像技术的应用, 因此, 发展近场探测和显微技术对于获得更高的分』辨率显得尤为重要。 为了打破衍卐射极限, 提高空间分々辨率, Hunsche等实现了一种太赫兹近场成像系统, 将太赫兹逐点成像的分辨率提〓高到了亚︽波长量级。 该工作将◤太赫兹近场成像技术的性能提高到了一个新层次, 为太赫兹成像的研究开辟了新的途径。
太赫⊙兹近场探测的应用领域及其优势
—— 极高的□空间成像分辨率，并且携带THz光谱的独㊣ 有特性
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| Terahertz Research | Thin-Film Inspection | Chip-Package Testing | Volume Screening |
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应用领域：
•Metamaterials andPlasmonics |
应用领域： •Solar cells •Displays•Flexible electronics •Semiconductors •Graphene •Transparentconductors |
应用领域：
•Time-domainreflectometry |
应用领域：
•Laser plastic weldinspection |
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Tera-Cube优点：
•Near-field access |
Tera-Cube优点：
•Sheet resistanceimaging |
Tera-Cube优点：
•Market leading TDRresolution |
Tera-Cube优点：
•Non-destructive |
产品简介
屹持光电推出的THz-Cube太赫兹近场扫描成像系统，突破〖波长分辨率极限，可以使空间成像分辨率提高至3um。THz-Cube是一个完全自动化的太赫兹近场扫描系统。屹持光电推出的标准的近◇场扫描系统也可以使用客户自己的飞秒光源驱动，对飞秒光源要求↑如下：
中心波长: 770 nm ... 820 nm
重复频率: 10 MHz ... 1 GHz
平均功率: 60 mW ... 1.5 W
脉冲宽度: < 150 fs
Tera-Cube
太赫兹近Ψ 场扫描原理
从飞秒激光器出◤来的光经过分束器被分成两路相ㄨ干光: 抽运光和探测光. 抽运光为空间自由光, 用⊙来触发太赫兹光源: 光导发射天线。探测光由空间自由光耦合进入光纤, 在其耦合到光纤之前使用一对光∞栅对补偿光纤中产生的色散, 使得从光纤▂中出来的光仍为飞秒光, 脉宽需<150 fs, 探测光用来驱动太赫兹探测器: 近场光导天线探针. 光导探针使用低温生长的超薄GaAs作基底, 将其设计成三♀角锥形, 并将锥形走向的金属线沉积在上面, 完成制作. 通过调整金属结的方向, 可设计出对水平和垂○直电场分量敏感的两种探针, 分别用于测量横向和纵向电◥场。样品放置在三维调整平台上，系统集成CCD相机可以实时观测并调整探针和样品之〖间的距离。由于近场■探测时，探针和样品间距几乎只有几个um，THz-Cube通过实时自动调整样品和探针的间距可以无阻碍的扫描样¤品。
技术参数
| THz频谱宽度 | 0.05 - 4THz |
| 最大样品尺寸(X,Y,Z) | 20cm×20cm×1cm |
| 最大︻扫描速度(X,Y) | 750 mm/s |
| 每个像素最小扫描时间 | 10 ms |
| 最大扫描范围(X,Y,Z) | 18 cm, 18 cm, 3 mm |
| 时域谱扫描范☆围 | 1000 ps |
| 时域谱最小步进长度 | 6.6 fs |
| 最小双向重复性(X,Y,Z) | ±0.1um，±0.1um，±0.15um |
| 最小步进长度(dx,dy,dz) | 3 nm, 3 nm, 2 nm |
时域谱&频谱数据
产品特点
——高速连续扫描、数据采集；
—— 光学形貌探测，使得样品横向扫描时可以保▲持探针和样品表面距离保持一致；
—— 高动态范围锁相探测
—— 线性偏※振切可旋转的太赫兹发射器，可以做偏振态独立测量
—— 集成CCD相机模块，控制探针头和样品位置
—— 控制软件可自动控制调节样品和探针距离，并进行数据采集和分析
样品测试
Example plots of the THz near-field distribution measured at a metamaterial surface for sensing applicationswhich is locally loaded with sample material. Left: Peak excitation state, right: 2 ps after excitation.
