太赫兹元件 太赫兹光栅 太赫兹衍射光栅

Tydex生产的衍射光栅用于太赫兹频率范围的光谱测量。它们是凸面相位传输光栅。这种光栅的规则结构是通过在透明衬底上切割平行的破折号(凹槽)来实现的。衬底由太赫兹范围内透明的材料制成，如TPX(聚甲基戊烯)和ZEONEX(环烯烃聚合物)。

光栅可用于:

•太赫兹光谱;

•太赫兹诊断仪器;

•光电设备;

•天文学和天体物理应用，包括天基;

•材料研究。

光栅在0.3-3太赫兹范围内的以下传输频段有四个标准选项:0.28-0.55

太赫兹;0.49 - -0.98太赫兹;0.87 - -1.75太赫兹;1.56 - -3.12太赫兹。其他频段0.3-3太赫兹范围内的光栅可根据客户要求生产。

TPX和ZEONEX板在切割槽前的两侧抛光后的透射光谱如下图所示。                                              

太赫兹光栅通常做成方形，一面35毫米到70毫米。其他形状和尺寸可根据需要提供。

根据预期的应用，衍射光栅可以用于各种光学安排，有或没有聚光透镜。

用夫琅禾费近似法计算了单色波的光栅参数、衍射波强度和一阶最大角。

为了验证操作，并比较计算和实际参数，测量了光栅在不同太赫兹辐射源下的各种光学排列方式下的特性。使用了两个光源。第一种是远红外激光，这是一种亚毫米的甲醇蒸汽激光，由可调谐的CO2激光（Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University）泵浦。第二个是自由电子激光器(FEL)，一种自由电子激光器(Siberian Synchrotron and THz Radiation Center, Budker Institute of Nuclear Physics, RAS)。图3和图4描绘了使用FIR激光器作为辐射源时，间距d=250 μm的TPX和ZEONEX光栅的单色波强度(λ=118 μm)与衍射角的关系。图5和图6给出了单色波的强度(λ=141 μm)对衍射角的影响。在第二种情况下，一个会聚透镜被放置在光栅和辐射传感器之间。这些图的比较表明，在第一种情况下，零阶和一阶极大值比透镜排列更宽。这是由会聚透镜使平行光束聚焦的结果。用户在根据自己的意图设计实验时，必须考虑到这一点。当光栅用于研究辐射源的特性(功率、光束形状、能量分布等)时，透镜是多余的。但当光谱线需要分辨时，透镜就变得必不可少。

对于使用瑞利准则确定特定透射带的衍射光栅，衍射单色波的强度与波长有关。它在山脉中部达到最大值，在边界附近下降。例如,数据3-6结果表明，对于间距为250 μm的TPX和ZEONEX衍射光栅(透射波段为1.56 ~ 3.12 THz或96 ~ 192 μm)， λ=141 μm单色波的一阶最大光强是λ=118 μm单色波的几倍。(第一个在传输带的中间，而第二个更接近边缘。)它与用夫琅和费近似计算的单色波理论衍射波强度和一阶最大角相匹配。由于测试光栅时使用的辐射源和光学安排不同，下面的强度以任意单位给出。

研究数据表明，该方法具有较高的光学效率和运算最大值的分辨率。因此，这种光栅可以有效地用于研究辐射源的光谱，包括低功率源，这是研究太赫兹频率范围的一个重要能力。