Lamb-dip spectroscopy of rotational levels with UTC-PD terahertz emitter
本研究利用UTC-PD太赫兹发射器，在反向传播构型下对气相乙腈分子转动跃迁进行泵浦-探测饱和光谱测量，在更低激发功率下观察到Lamb-dip，并测得零压极限线宽为10 kHz，证实其源于渡越时间展宽。
2025-04-01 physics.optics
Principle of Terahertz Time-Domain Spectroscopy
该研究综述EOS与PCS两类THz-TDS脉冲检测方案的原理和特性，并介绍THz-ABCD、THz-REEF、单发THz-TDS及THz-ASOPS四项技术进展。
2023-08-09 physics.optics
Optical-pump terahertz-probe spectroscopy of the topological crystalline insulator Pb1-xSnxSe through the topological phase transition
拓扑晶体绝缘体--其性质由晶体对称性保证的拓扑绝缘体--可以潜在地为太赫兹光电子器件提供有希望的平台，因为当在异质结构中分层时，它们的性质可以根据需要进行调整。我们进行了第一次光泵太赫兹探测光谱拓扑晶体绝缘体，用它们来研究动力学的Pb 1-xSnxSe作为温度的函数。在低温下，狄拉克费米子的激发导致太赫兹传输的增加;从这种负光电导性中，提取了6 ps的子带内弛豫速率。在高温下，只有大量的费米子存在，由泵引起的自由载流子损耗减少太赫兹传输的持续时间的27 ps的带间寿命。这两种效应都存在于拓扑到平凡过渡附近的温度下。我们的实验观察提供了关键的细节Pb 1-xSnxSe的潜在应用，并提供了一个直接测量的Pb 1-xSnxSe异质结的拓扑特征。
2021-11-04 physics.optics
Terahertz multi-heterodyne spectroscopy using laser frequency combs
基于太赫兹量子级联激光器的频率梳在紧凑的封装中具有宽带覆盖和高输出功率，使其成为宽带光谱学的有吸引力的选择。在这里，我们展示了第一多外差光谱使用两个太赫兹量子级联激光梳。仅用100 $μ$ s的积分时间，我们就实现了超过60 dB的峰值信噪比和以2.8 THz为中心的大于250 GHz的频谱覆盖。即使使用室温探测器，我们也能够实现50 dB的峰值信噪比，并且作为原理证明，我们使用这些梳状结构来测量标准具样品的宽带透射谱。最后，我们表明，通过适当的信号处理，可以将多外差光谱扩展到以脉冲模式工作的量子级联激光梳，大大扩展了适用于这些技术的量子级联激光器的范围。
2016-04-04 physics.optics
Accessibility of doping ranges of semiconductors by terahertz spectroscopy
Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM（弗劳恩霍夫工业数学研究所）；Department of Physics and Research Center OPTIMAS, RPTU University Kaiserslautern-Landau（莱布尼茨特里尔大学凯泽斯劳滕-兰道分校物理系与OPTIMAS研究中心）
本文通过太赫兹光谱学研究半导体掺杂范围的可测性，提出灵敏度度量并建立热图，揭示了不同材料和厚度下掺杂范围的依赖关系。
2026-02-24 physics.optics
Rigorous Signal Reconstruction in Terahertz Emission Spectroscopy
太赫兹（THz）发射光谱是一种强大的方法，它允许人们基于材料的THz发射来测量材料中极化、电流或磁化的超快动态。然而，该方法的实际实施可能具有挑战性，并且可能导致感兴趣的量的重建中的显著误差。在这里，我们从实验和理论上证明了一个严格的太赫兹发射光谱信号重建的方法，并描述了重建误差的主要实验和理论来源。我们确定的线性视线的太赫兹发射光谱仪的几何形状作为准确的，完全校准的太赫兹信号重建的最佳配置。作为一个例子，我们将我们的重建方法应用于超快太赫兹磁测量实验，在那里我们恢复了光激发铁膜中的超快磁化动力学，包括其时间形状和绝对幅度。
2021-07-17 physics.optics
Simultaneous Charge Carrier Density Mapping of SiC Epilayers and Substrates with Terahertz Time-Domain Spectroscopy
针对SiC电力电子器件的无接触表征需求，提出采用反射式太赫兹时域光谱技术，单次测量即可同时测定SiC外延层与衬底的宽范围载流子浓度并绘制晶圆分布，经理论计算验证了方法的厚度相关适用范围。
2025-06-17 physics.optics
Enhanced spatial resolution of Terahertz spectroscopy via semiconductor photoexcitation
我们利用半导体材料的光激发作为宽带太赫兹场的“反射率开关”。我们表明，明智地使用这种开关，使时间表征的太赫兹场的空间分辨率显着超过太赫兹的衍射极限，并提供了理想的手段，时空太赫兹光谱。
2020-06-20 physics.app-ph physics.optics
Enhanced Terahertz Spectroscopy of a Monolayer Transition Metal Dichalcogenide
针对单层过渡金属二硫化物太赫兹表征难的问题，本研究利用特制金属表面实现万倍局部吸收增强，成功提取其声子共振特征与有效介电常数，为相关声子极化激元器件设计提供支撑。
2024-05-14 physics.optics
Methods for fast and accurate material properties estimate with terahertz time-domain spectroscopy in transmission and reflection with optically thick materials
本文提出一种基于太赫兹时域光谱的新方法，通过将衰减表示为折射率函数并匹配理论解卷角与实验值，结合现有厚度估计方法，推导光学厚样品的介电性质，适用于透射和反射光谱。
2024-03-27 physics.optics
Terahertz Synthetic FM Triplet for Distortion-Free Stabilization and Lamb-Dip Spectroscopy
Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）
该研究利用合成频移三重态技术实现太赫兹频率无失真稳定化，并用于观测拉姆- dip，证实乙腈在高敏捷分子钟中的潜力。
2026-02-08 physics.optics
Jitter correction for asynchronous optical sampling terahertz spectroscopy using free-running pulsed lasers
针对自由运行脉冲激光器ASOPS太赫兹光谱，提出同步记录波形与重复率差谐波的软件抖动校正方法，将残余抖动抑制至0.1 ps以下并实现高带宽水蒸气测量。
2023-03-03 physics.optics
Wide-range resistivity characterization of semiconductors with terahertz time-domain spectroscopy
本文提出两种基于Drude模型的太赫兹时域光谱方法，在10^-3至10^2 Ωcm宽范围内无损提取硅的电阻率，并结合X-Y扫描成像检测掺杂不均匀性。
2024-01-23 physics.optics
Adaptive sampling dual terahertz comb spectroscopy using free-running dual femtosecond lasers
由于模式分辨太赫兹梳状谱同时具有宽带太赫兹辐射和窄线宽连续太赫兹辐射的特性，并且可以将太赫兹梳状谱的所有频率模式锁相到微波频率标准上，因此双太赫兹梳状谱是一种很有前途的高精度、高分辨率、宽带太赫兹光谱技术。然而，稳定的双飞秒激光器的要求往往阻碍了这种方法的广泛使用。在这篇文章中，我们展示了自适应采样，双太赫兹梳状光谱，使自由运行的双飞秒激光器的使用。为了校正激光定时抖动引起的时间和频率尺度的非线性，采用双太赫兹梳状参考频谱分析仪产生自适应采样时钟，并将其用于数据采集板的定时信号。所展示的结果不仅表明了自由运行双激光器的双太赫兹梳状光谱的实现，而且还暗示了其光谱性能优于稳定双激光器的双太赫兹梳状光谱。
2014-12-11 physics.optics
Hybrid CO$\mathrm{_2}$-Ti:sapphire laser with tunable pulse duration for mid-infrared-pump terahertz-probe spectroscopy
具有强中红外和太赫兹脉冲的超快光激发已经成为动态控制材料的新工具。由于大多数实验都是用飞秒脉冲激发，固体中大多数光致现象的典型寿命只有几皮秒。然而，许多科学应用需要更长的驱动脉冲和寿命。在这里，我们描述了一个中红外泵浦太赫兹探测设置的基础上的CO $\mathrm{_2}$激光播种10.6 $\mathrmμ$ m波长的脉冲从光参量放大器，本身泵浦的Ti：Al $\mathrm{_2}$ O $\mathrm{_3}$激光。种子CO $\mathrm{_2}$激光器的输出产生纳秒持续时间的高功率脉冲，其与飞秒激光器同步。因此，这些脉冲可以通过用飞秒种子激光脉冲的复制品照射的等离子体反射镜切割它们的前边缘和后边缘来调谐脉冲持续时间。实现了从5 ps到1.3 ns的可变脉冲长度，并用于中红外泵浦，太赫兹探测实验，探测脉冲由飞秒激光器产生和电光采样。
2020-11-23 physics.optics
Sum-Frequency Signals in 2D-Terahertz-Terahertz-Raman Spectroscopy
我们证明了卤代甲烷的2D-TTR光谱是由沿$f_1$的仪器响应函数（IRF）的复杂结构和沿$f_2$的分子相干性决定的。实验改进有助于提高测量的分辨率和动态范围，包括精确的THz脉冲形状表征。和频激励卷积的IRF被发现定量再现的2D-TTR信号。一个新的减少密度矩阵模型，其中包括和频路径，与线性和谐波算子完全支持这种（重新）解释的二维TTR光谱。
2020-07-16 physics.chem-ph physics.optics
THz-PINNs: Time-Domain Forward Modeling of Terahertz Spectroscopy with Physics-Informed Neural Networks
针对传统太赫兹时域光谱仿真技术因宽工作带宽带来的分辨率需求难题，首次引入物理信息神经网络（PINNs）开展时域正演建模，验证了其在太赫兹波仿真分析中的可行性与潜力。
2025-10-06 physics.optics
Quantum-inspired terahertz spectroscopy with visible photons
太赫兹光谱学允许识别材料的不同异构体，用于药物辨别以及用于检测有害物质。由于许多用于包装的介电材料在太赫兹光谱范围内是透明的，因此即使包装，物质也可能被识别。尽管有这些有用的应用，太赫兹光谱学仍然受到太赫兹辐射的检测技术要求的影响。因此，无论是相干时域光谱方案采用超快脉冲激光器或连续波检测与需要两个激光系统的光混合器被用来规避的挑战，检测这种低能量的辐射，而不使用冷却的检测器。在这里，我们报告的第一个演示太赫兹光谱，其中样品与太赫兹闲置光子相互作用，而只有相关的可见光信号光子被检测到-一个概念的启发量子光学。为了产生这些相关的信号-空闲光子对，使用了周期性极化的LiNbO 3晶体和660 nm连续波泵浦源。泵浦光子通过单晶非线性干涉仪后，被高效窄带体布拉格光栅从信号辐射中分离出来。一个非制冷的科学CMOS相机检测剩余的可见光信号的频率-角光谱，并揭示太赫兹光谱信息的斯托克斯以及反斯托克斯部分共线向前生成。既不需要冷却探测器，也不需要昂贵的脉冲激光器进行相干探测。我们证明了众所周知的吸收功能，在太赫兹光谱范围内的$α$ -乳糖一水合物和对氨基苯甲酸的光谱检测仅可见光子。
2020-11-05 physics.optics quant-ph
Probing Interface of Perovskite Oxide Using Surface-specific Terahertz Spectroscopy
钙钛矿氧化物中的表面/界面物种在许多新出现的物理现象和化学过程中起着至关重要的作用。由于太赫兹区域的本征能量较低，由于缺乏可行的实验技术，对掩埋界面处的此类物质仍然知之甚少。在这里，我们表明，在界面处的振动共振和二维电子气可以使用表面特定的非线性光谱在太赫兹范围内的特点。该技术使用脉冲内差频混频（DFM）过程，其仅允许在具有反转对称性的介质的表面/界面处进行。亚单层的灵敏度可以实现使用国家的最先进的检测方案的太赫兹发射从表面/界面。作为演示，Drude类非线性响应从二维电子气出现在LaAlO 3/SrTiO 3或Al 2 O3/SrTiO 3界面被成功地观察到。同时，在2.8太赫兹的铁电软模的SrTiO 3的界面振动光谱也得到了在界面区域的表面场极化。相应的表面/界面势，这是一个关键参数的SrTiO 3基界面超导性和超导性，现在可以确定光学通过定量分析的极化声子谱。我们的方法揭示的界面物种的共振频率在太赫兹区域提供了更多的理解复杂氧化物的物理性质的见解。
2023-03-13 physics.optics
Uncovering hidden macromolecular dynamics with Modulated Orientation Sensitive Terahertz Spectroscopy
我们引入了调制方向敏感太赫兹光谱（MOSTS），它既可以增加相邻模式之间的对比度，又可以去除宽带背景，从而可以对蛋白质等大分子进行模式识别。
2012-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph physics.optics
Single-pulse time-resolved terahertz spectroscopy of sub-millisecond time dynamics
本文提出基于色散傅里叶变换光谱的单脉冲时间分辨太赫兹光谱方法，实现50k帧/秒实时监测，并用于观测硅中热载流子的亚毫秒动力学，为快速不可逆过程研究及工业在线监测提供新手段。
2022-07-24 physics.optics
Terahertz-Induced Nonlinear Response in ZnTe
本研究利用时间分辨太赫兹泵浦-太赫兹探测光谱学，定量分析了ZnTe在太赫兹频域的非线性响应，提出了二阶非线性极化模型并确定了三阶极化率大小，为强太赫兹场的电光采样测量提供了重要参考。
2025-03-07 physics.optics
Nonlinear two-dimensional terahertz photon echo and rotational spectroscopy in the gas phase
超快二维光谱学利用相关的多个光-物质相互作用来检索可能隐藏在线性光谱下的动态特征。它的延伸到太赫兹制度的电磁波谱，其中的丰富多样的材料自由度驻留，仍然是一个实验的挑战。在这里，我们报告超快二维太赫兹光谱的气相分子转子在室温下。利用时延太赫兹脉冲对，我们观察到光子回波和其他非线性信号所产生的分子偶极取向诱导的三个太赫兹场偶极子相互作用。非线性时域取向信号被映射到二维旋转谱的频域，揭示了J态分辨的非线性旋转动力学。该方法可以直接观察相关的旋转跃迁，并可能揭示在地面电子和振动状态的旋转耦合和弛豫途径。
2016-06-08 physics.atom-ph physics.optics
Polarization-sensitive terahertz time-domain spectroscopy system without mechanical moving parts
我们报告的太赫兹电场矢量波形的测量，通过使用一个系统，不包含机械运动部件。已知具有不同重复率的两个锁相飞秒激光器可用于执行时域光谱而不使用机械延迟级。此外，电光调制器可用于执行偏振测量而无需旋转任何偏振器或波片。我们通过实验证明了这两种方法的结合，并解释了这样一个系统所获得的数据的分析。这样的系统提供了一个强大的平台，可以促进偏振敏感太赫兹时域光谱在基础科学和实际应用中的使用。在实验上，我们利用偏振器改变太赫兹波的偏振态。
2022-05-02 physics.ins-det physics.optics
Terahertz Photogalvanic Spectroscopy of Three Dimensional Topological Insulators
本文综述了太赫兹极化辐射在BiSbTe基三维拓扑绝缘体中引起的光电流效应的实验和理论研究。我们提出了这个问题的最先进的，包括最新的和完善的结果。我们讨论了一个唯象理论的基础上对称性参数和模型说明光电流的起源。我们简要介绍了基本的微观理论，以及主要的实验结果的概述。
2018-01-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Robust phase correction techniques for terahertz time-domain reflection spectroscopy
本文提出基于Kramers-Kronig关系的系统方法，在反射几何太赫兹时域光谱中实现鲁棒相位恢复，并通过InSb复折射率提取验证其准确性与任意入射角和偏振态的适用性。
2024-12-31 cond-mat.other physics.optics
Detection and imaging of chemicals and hidden explosives using terahertz time-domain spectroscopy and deep learning
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；California NanoSystems Institute (CNSI), University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所）
本研究提出结合太赫兹时域光谱与深度学习的化学成像系统，实现高精度的化学品和爆炸物检测，尤其在复杂环境下表现出良好的鲁棒性和泛化能力。
2025-12-03 physics.optics
Towards Compact and Real-Time Terahertz Dual-Comb Spectroscopy Employing a Self-Detection Scheme
由于其快速和高分辨率的特点，双梳光谱吸引了越来越多的兴趣，因为它的第一个演示。在太赫兹频率范围内，丰富的吸收线（指纹）的分子位于，多外差光谱，采用双梳技术显示出优势，在实时光谱检测比传统的傅里叶变换红外或时域光谱。在这里，我们展示了紧凑的太赫兹双梳光谱的量子级联激光器（QCL）的基础上。在我们的实验中，两个自由运行的QCL产生大约120 GHz宽的梳状波，中心频率为4.2 THz，重复频率略有不同。我们观察到，$\sim$ 490 nW太赫兹功率耦合的一个激光器到其他足以激光自检测的双梳状谱，由微波频谱分析仪注册。此外，我们展示了实际的太赫兹传输双梳光谱与我们的设备，通过在室温下实施短的空气路径。光谱显示的半导体样品和潮湿的空气，后者允许快速监测的相对湿度。我们的设备应该很容易扩展到执行成像，显微镜和近场显微镜在太赫兹制度。
2019-12-12 physics.app-ph physics.optics
Terahertz Magnetic Modulator based on Magnetically-Clustered Nanoparticles
悬浮在液体中的磁性纳米颗粒（铁磁流体）的随机取向导致净磁取向为零。外部磁场倾向于将它们排列成簇，导致传播波上的强线性二向色性。使用10 nm的Fe3O4，我们在实验上实现了一个偏振敏感的磁调制器工作在太赫兹波长。我们达到了66%的调制深度使用35 mT的字段。所提出的概念提供了一个解决方案，对基本的太赫兹磁调制器。
2014-09-17 physics.optics
Low-frequency Phonon at Perovskite Oxide Interface Studied by Surface-specific Nonlinear Terahertz Spectroscopy
低频集体激发在许多新的涌现现象中起着至关重要的作用，它通常发生在太赫兹或多太赫兹波段。尽管大量的研究，这种激励在接口的检测仍然具有挑战性，由于缺乏可行的实验技术。在这里，我们表明，界面的低频模式可以使用表面特定的非线性太赫兹光谱。该技术采用脉冲内差频混频（DFM）技术，可以将二阶光谱扩展到太赫兹范围。作为示范，SrTiO 3（001）在2.8 THz的表面声子被成功地测量。这种表面极化起源于界面处的氧空位或电荷转移的过量。我们还开发了一个分析程序，用于在实际环境中的复杂氧化物的界面电位的远程测量。我们的方法提供了新的机会，在广泛的学科接口的低频激发的原位研究。
2022-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Signal estimation and uncertainties extraction in TeraHertz Time Domain Spectroscopy
本文提出了一种显著降低太赫兹时域光谱时间轨迹噪声的方法，通过估计协方差矩阵量化不确定性，提高信噪比并准确提取材料参数，为标准化THz-TDS数据处理奠定基础。
2024-10-11 physics.optics
Terahertz Magneto Optical Polarization Modulation Spectroscopy
我们报告了新的太赫兹技术的发展，用于快速测量复杂的法拉第角在系统中的时间反转对称性破坏使用的回旋共振的GaAs二维电子气在磁场作为一个系统的性能演示。利用连续波光泵分子气体激光器进行了偏振调制、高灵敏度（< 1 mrad）窄带旋转测量，并结合太赫兹（THz）时域光谱和偏振调制技术的独特优势，实现了< 5 mrad精度的快速宽带旋转测量。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Improved measurement of polarization state in terahertz polarization spectroscopy
提出了一种改进的太赫兹脉冲偏振态测量校准方案。在该方案中，精确测量了双接触太赫兹光电导探测器的偏振响应，并用于校正探测器非理想性的影响。实验结果表明，该方案具有良好的角度精度和至少60%的误差减少。
2012-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Excitation-Dependent Features and Artifacts in 2-D Terahertz Spectroscopy
本文以ZnTe为模型系统研究二维太赫兹光谱中非常规光谱特征的普遍起源，并揭示共线实验中电光采样可能引入的虚假整流和二次谐波伪影。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metrology of Complex Refractive Index for Solids in the Terahertz Regime Using Frequency Domain Spectroscopy
频域光谱允许实验者在宽频带（包括技术上具有挑战性的10 THz区域）中建立固体的光学性质，并且在其他频带中能够在竞争技术之间进行比较。我们提出了一种方法，用于提取高折射率固体的光学特性，仅使用平面平行法布里-珀罗光学平板的透射模频域光谱。我们表明，不同的数据处理技术产生不同种类的系统误差，一些常用的技术有固有的系统误差，这是低估。我们使用模型数据集交叉比较算法隔离实验误差，并提出了一种新的算法，它具有质的不同的系统误差，它的竞争对手。我们表明，我们的建议是更强大的实验非理想性，如噪音或切趾，并提取晶体硅的复折射率谱作为一个实际的例子。最后，我们提出的想法，算法是互补的，而不是竞争，应该一起使用的工具箱的一部分，更好的计量。
2018-09-20 physics.optics
Unifying Measurement Schemes in 2-D Terahertz Spectroscopy
针对二维太赫兹光谱两种测量方案并存导致的文献混乱，本文比较常规方案与替代方案，论证常规方案能避免非线性重叠并促进光谱物理解释，应作为优先选择。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Broadband Magnetic-Manipulated Spintronic Terahertz Emitter with Arbitrarily Tunable Polarizations
太赫兹波偏振态的灵活控制对于太赫兹应用，特别是下一代片上功能太赫兹源的实现具有重要意义。然而，现有的太赫兹辐射源不能满足这种需求，因此需要新的机制和概念上的新的太赫兹源。在这里，我们展示了一个磁场控制，高效率，低成本，和宽带太赫兹源与灵活的开关太赫兹偏振态的铁磁异质结构驱动的飞秒激光脉冲。我们验证了所产生的椭圆太赫兹波的手征性，方位角和椭圆率可以独立地操纵通过巧妙地工程的外部施加的磁场通过有效地操纵光致自旋电流。这种基于超快光磁相互作用的、磁场控制的、宽带可调谐的、集成了太赫兹偏振可调谐功能的固态太赫兹源不仅能够揭示飞秒自旋动力学的物理机制，而且证明了实现新型片上太赫兹功能器件的可行性，推动了控制基本分子旋转、声子振动、自旋进动、高速太赫兹通信以及加速超快太赫兹光自旋电子学的发展。
2018-09-27 physics.optics
Ultrafast two-dimensional field spectroscopy of terahertz intersubband saturable absorbers
半导体多量子阱（MQW）结构中的子带间跃迁（ISB）是发展太赫兹（THz）可饱和吸收体的一个很有前途的候选材料。在这里，我们利用振幅和相位分辨的二维（2D）太赫兹光谱的子周期时间尺度上直接观察的饱和动力学和相干控制的ISB过渡的金属-绝缘体多量子阱结构。记录了非相干泵浦-探测信号和相干四波混频信号随单周期太赫兹脉冲峰值电场变化的清晰特征。所有非线性信号在11 kV/cm的THz电场振幅下达到显著的最大值，并且在更高的电场下降低。我们证明，这种行为是太赫兹驱动的载波拉比跳频的指纹。麦克斯韦-布洛赫方程的数值解再现我们的实验结果定量和跟踪布洛赫矢量的轨迹。这种微观模型使我们能够设计定制的MQW结构，优化的动态性能的饱和吸收体，可用于未来的紧凑型基于晶闸管的单周期太赫兹源。
2019-05-01 physics.optics
Terahertz two-dimensional coherent spectroscopy: unlocking coherent quantum intraband nonlinear dynamics
Chonnam National University（全南国立大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文建立统一理论框架，利用太赫兹二维相干光谱解锁量子材料带内非线性动力学，并综述其在等离子体激元、声子等研究中的应用。
2026-09-15 physics.optics
Corrective Re-gridding Techniques for Non-Uniform Sampling in Time Domain Terahertz Spectroscopy
时域太赫兹光谱学通常使用固有地遭受非均匀采样位置的机械延迟级。我们回顾，模拟和实验测试的能力，纠正三次样条和香农重新网格化算法，以减轻固有的采样位置噪声。我们目前的模拟和实验结果表明，重新网格化算法可以提高信噪比的频率范围内的100 GHz至2太赫兹。我们还预测，随着太赫兹技术的不断改进和更高的频率变得实验可及，重新网格化校正对光谱学和成像将变得越来越重要。
2017-12-18 cond-mat.other physics.optics
Triggerless data acquisition in asynchronous optical-sampling terahertz time-domain spectroscopy based on dual-comb system
利用两个重复频率略有不同的锁相光学频率梳，在不使用任何触发信号或光延迟线的情况下，实现了异步光采样太赫兹时域光谱（ASOPS THz-TDS）.由于重复频率的严格稳定性，可以以无干扰的方式积累48分钟以上的数据而不会降低信号。在730 s后，测量的太赫兹信号的分数频率稳定性被评估为$\sim$ 8.0 $\times$ 10 $^{- 17}$。通过将两个频率梳锁相到频率标准来确保所获得的太赫兹频谱的频率精度。为了阐明我们的系统的性能，我们表征了水蒸气在0.557 THz附近的吸收线。测量的中心频率和线宽与HITRAN数据库预测值的良好一致性验证了我们的ASOPS THz-TDS系统用于精确测量的适用性。
2022-08-01 physics.ins-det physics.optics
Ultra-high precision comb-locked terahertz frequency-domain spectroscopy of whispering-gallery modes
本文提出基于光梳锁定频率合成器的太赫兹频域光谱仪，实现5秒内覆盖>36GHz、分辨率优于20kHz的超高精度回音壁模式测量，并首次观察到不同模式族的微小红移与蓝移。
2024-05-10 physics.ins-det physics.optics
Comb-mode-resolved adaptive sampling terahertz dual-comb spectroscopy with a free-running single-cavity fiber laser
模式分辨双梳光谱（DCS）是一种新兴的光谱学工具，具有在太赫兹（THz）光谱学中同时实现宽光谱覆盖和高光谱分辨率的潜力。然而，需要两个独立稳定的超快激光器显着阻碍DCS技术的潜在应用。在这篇文章中，我们展示了模式分辨DCS在太赫兹区域的基础上自由运行的单腔双梳状光纤激光器与自适应采样。采用梳状模式分辨测量方法，测量了乙腈气体的低压光谱，其吸收特征接近多普勒极限，光谱采样间隔为48.8 MHz，光谱分辨率小于5 MHz，信噪比约为50 dB。所提出的方法的成功演示清楚地表明了实现低复杂性，MHz分辨率太赫兹光谱仪器的巨大潜力。
2019-08-03 physics.ins-det physics.optics
Statistical models for averaging of the pump-probe time traces: example of denoising in terahertz time domain spectroscopy
在本文中，我们首先讨论典型泵-探测系统中的主要噪声类型，然后重点讨论太赫兹时域光谱（THz-TDS）装置。然后，我们介绍了四个统计模型，在这样的系统中获得的噪声脉冲，并详细介绍了严格的数学算法去噪这样的痕迹，找到适当的平均值和消除各种类型的实验噪声。最后，我们进行了比较分析的性能，优势和局限性的算法进行测试，使用一个特定的THz-TDS系统在我们的实验室收集的实验数据。我们的结论是，使用先进的统计模型跟踪平均结果的拟合误差显着小于当只使用一个简单的统计平均值。
2017-11-09 physics.ins-det physics.optics
Maximum-likelihood parameter estimation in terahertz time-domain spectroscopy
本文提出太赫兹时域光谱中基于最大似然的参数估计方法，利用已知时变噪声幅度推导似然函数，并建立三源噪声模型，在材料表征中验证其估计精度和拟合优度优于常用方法。
2020-12-22 physics.data-an physics.optics
Broadband terahertz time-domain spectroscopy and fast FMCW imaging: principle and applications
本文报道了一种宽带太赫兹时域光谱仪（THz-TDS），它能在1-20 THz的宽频率范围内分辨出腺苷核苷的20个振动模式。所观察到的腺苷的光谱特征与使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱获得的公布的光谱是很好的协议。这种大大扩展的带宽导致增强的材料表征能力，因为它提供了分子内和分子间振动的光谱信息。此外，我们还报道了一种低成本的调频连续波（FMCW）成像系统，它具有每秒40,000个波形的快速测量速度。在76-81 GHz的频率范围内，通过纸板的横截面成像能力也已通过其出色的穿透能力得到证明。我们预计，这两种互补的成像技术的集成将是非常可取的许多现实世界的应用，因为它提供了在一个单一的仪器光谱歧视和渗透能力。
2020-05-11 physics.app-ph physics.optics
Sparse Optimization of Two-Dimensional Terahertz Spectroscopy
本文应用稀疏指数模式分析（SEMA）技术于铜氧化物超导体的二维太赫兹光谱，以低至10%采样率重建不对称光子回波线形，验证了压缩感知可加速2DTS及多维光谱学。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fiber-coupled Antennas for Ultrafast Coherent Terahertz Spectroscopy in Low Temperatures and High Magnetic Fields
为了测量相关电子材料在低温和高磁场下的高频复电导率，介绍了一种直接在现有直流和脉冲磁体的低温孔中进行相干时域太赫兹光谱的方法。微型光纤耦合太赫兹发射器和接收器的构造和证明工作低至1.5开尔文和高达17特斯拉，最终用于高场磁体。在热循环过程中保持光纤和天线之间的亚微米对准，在长光纤末端获得超快（${<200}$ ~fs）光选通脉冲，以及设计与低功率光选通脉冲良好工作的高效器件构成了该项目的主要技术挑战。给出了YBCO超导薄膜和高迁移率二维电子气的实验数据。
2002-04-04 physics.ins-det physics.optics
Stratified dispersive model for material characterization using terahertz time-domain spectroscopy
我们提出了一种新的太赫兹材料分析方法，它提供了高度准确的材料参数，可用于工业质量控制。该方法将被检测材料在其环境中局部地视为分层系统，并以逼真的方式描述每层的光-物质相互作用。该方法在时域和频域中说明了两个潜在的领域的太赫兹技术的实施：（涂布）纸张和汽车油漆多层的质量控制，都在潮湿的空气中测量。
2014-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic Phase Detection with sub-10 fs Timing Jitter for Terahertz Time-Domain Spectroscopy Systems
基于谐振器内部重复率调制的太赫兹时域光谱系统，例如SLAPCOPS [12]和ECOPS [11]，依赖于电子相位检测器，其通常倾向于表现出不可忽略的随机和系统定时误差。这大大限制了记录信息的质量。在这里，我们提出了我们最近的尝试，以减少这些错误在我们自己的电子相位检测系统的结果。从59.0 fs到8.6 fs的超过六倍的时间抖动减少导致可利用的太赫兹带宽和信噪比的显著增加。此外，利用我们的干涉监测延迟线作为校准标准，系统误差几乎可以完全消除，因此，光谱吸收线的优良分辨率可以实现。这些改进将我们基于电子相位检测的多层厚度测量的精度提高了五倍以上，将整体性能推向了亚微米级。
2022-07-20 physics.ins-det physics.optics
Observation of terahertz magnon of Kaplan-Kittel exchange resonance in yttrium-iron garnet by Raman spectroscopy
利用线偏振光和圆偏振光对钇铁石榴石单晶进行了背散射拉曼光谱研究。发现了一种太赫兹（THz）磁振子的Kaplan-Kittel（KK）交换共振，这一直被认为是不可观察的通过光学方法。KK交换共振在80 K时具有7.8 THz的频率，并且偏振选择规则导致$A_{2}$模式的反对称拉曼张量。此外，还对所有的拉曼激活声子模$3A_{1g}$、$8E_{g}$和$14T_{2g}$进行了归属.本研究将促进对太赫兹磁振子和声子耦合的进一步研究，并为太赫兹光磁学的发展铺平道路。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz imaging and spectroscopy of large-area single-layer graphene
我们使用宽带太赫兹脉冲演示了硅上15 x15-mm^2单层石墨烯薄膜的太赫兹（THz）成像和光谱。太赫兹图像清楚地描绘了硅上石墨烯样品的太赫兹载流子动力学，使我们能够在不制造电极的情况下以亚毫米分辨率测量薄层电导率。太赫兹载流子动力学主要由带内跃迁和太赫兹诱导的电子运动的特点是由一个平坦的光谱响应。基于金属薄膜的菲涅耳系数的理论分析表明，样品的局部薄层电导率在σs = 1.7 × 10 ^-3至2.4 × 10 ^-3 Ω^-1（薄层电阻，ρs = 420 - 590 Ω/sq）之间变化。
2011-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Spectroscopy of Semiconductor Microcavity Lasers I: Photon Lasers
半导体微腔可以表现出各种宏观量子现象，包括极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）态和光子激光（具有可忽略的库仑激子效应的激光）。这些状态的可能的实验识别的一个重要方面是激发光谱中的间隙（在极化激元BCS状态的情况下的BCS间隙）。类似于极化激子BCS间隙，光致间隙可以存在于光子激光器中。虽然极化激元BCS状态已被观察到的基础上，在激光频率附近的光谱，使用光谱中心或周围的发射频率的光的极化激元BCS间隙的直接观察尚未实现。已经证实，低频（太赫兹）光谱学应该能够识别这种差距。在这两项研究的第一个，旨在确定光子激光器的线性太赫兹光谱的光致间隙的功能的理论开发和数值评估。结果表明，在带内电导率的光谱特征，因此在系统的透射率和吸收率可以与光诱导间隙。对于足够小的Drude阻尼，这包括太赫兹增益的光谱区域。未来的研究将概括目前的形式主义，包括库仑效应。
2021-08-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
A Modified $8f$ Geometry With Reduced Optical Aberrations For Improved Time Domain Terahertz Spectroscopy
提出了一种改进的用于时域太赫兹光谱实验的$8f$结构。我们表明，通过模拟和数据，离轴抛物柱面镜，这是通常用于聚焦和直接太赫兹辐射在THF实验的一个简单的重新安排，结果在近40%的太赫兹焦斑直径减少。这种效应源于主光学像差的显著减小，主光学像差在传统的$8f$几何结构中被增强，但在改进的$8f$实验装置中被部分补偿。我们比较数据，从我们的自制的THERM光谱仪在修改后的$8f$几何以前的迭代，在传统的$8f$几何设计，以证明效果。
2016-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
