STFT Flat-Top THz Source

Por qué importa el flat top — La mayoría de las fuentes de terahercios forman un pico en una frecuencia y caen a ambos lados, de modo que una medición es intensa en el máximo y ruidosa en todo lo demás. Un flat top mantiene una intensidad aprovechable en toda la banda — un solo barrido, calidad uniforme, sin color favorecido.

Cuatro configuraciones — El bombeo y la sonda pueden ser, cada uno, el pulso de terahercios o el láser, y el banco está dispuesto de modo que las cuatro combinaciones sean accesibles sin reconstruirlo. La elección determina lo que se aprende. El láser actúa sobre los electrones a través de la banda prohibida; el campo de terahercios actúa sobre lo que se mueve despacio — portadores, fonones, espines, enlaces.

Dos estaciones de foco, en cualquier sentido — Sea cual sea la configuración que utilice, los haces se encuentran en uno de los dos focos. La estación 1 es el foco cerrado, con el punto más pequeño y el campo más intenso, de 0.14 mm. La estación 2 es la estación de muestra, con más espacio alrededor de la muestra, de 0.26 mm.

Cómo se mide el campo — Un pulso intenso de terahercios distorsiona brevemente un cristal de diamante, y la altura de la rotación Kerr resultante da directamente la intensidad del campo, sin ningún medidor de potencia. El método se ha contrastado con una calibración completamente independiente en otra fuente y ambos coincidieron dentro de un 8 % aproximadamente. Como referencia, 10 MV/cm es comparable al campo que mantiene los electrones unidos a los átomos, razón por la cual el pulso puede impulsar un material en lugar de solo sondearlo.

Ver cómo se encienden los electrones — Barrer el retardo entre los dos pulsos convierte el eje horizontal en un reloj. En un semiconductor que se vuelve conductor, la señal cae más de un 90 % a medida que aparecen los electrones, y el flanco mide menos de un picosegundo — lo bastante rápido para seguir la propia conmutación, no solo sus consecuencias.

Ver a través de las cosas — La luz de terahercios atraviesa el plástico, el papel, las cerámicas y la ropa, pero se detiene en el metal y el agua, lo que la hace útil para mirar dentro de envases sellados, recubrimientos y materiales compuestos sin abrirlos ni dañarlos. El flat top del STFT también ayuda aquí — cada frecuencia de la banda llega con señal aprovechable, de modo que el contraste no se desploma al alejarse de un color favorecido.