Technische Daten

Photomischer von tera.engineering

Photomischer sind optoelektronische Bauteile, die zum Heterodyn-Mischen von optischen Signalen — d.h. zur Erzeugung eines elektrischen Beatsignals aus zwei interferierenden optischen monochromatischen Signalen -, die ein Halbleitermaterial beleuchten, designt wurden. Während des Absorptionsprozesses des einfallenden Lichtes, werden Ladungsträger generiert. Diese führen aufgrund des zwischen Elektroden existierenden elektrischen Feldes zu einem Driftstrom, der proportional zur optischen Intensität und angelegten Spannung ist.

Die Ladungsträger können aufgrund ihrer ultrakurzen Lebensdauer die Amplitudenschwankungen der optischen Interferenz in Stromschwankungen übertragen. Somit können bei Transmitter Devices THz Signale erzeugt und bei Receiver Devices THz Signale effizient empfangen werden. Leistung und Frequenz der Terahertz-Strahlung können einfach durch Bias-Spannung (alternativ Laserleistung) und Frequenzdifferenz der Treiberlaser kontrolliert werden. Der Durchstimmbereich von kommerziell verfügbaren NIR Laser entspricht dem des emittierten THz Signals.

Photomischer stellen heutzutage die einzige Oszillator-Technologie dar, mit der mehrere Frequenzdekaden, basierend auf dasselbe Emitter-Device, zu erreichen sind, was der THz-Spektroskopie einen gewaltigen Vorteil verleiht. Der kompakte Formfaktor, zusammen mit der breiten Betriebstemperatur, ermöglicht die Integration in Kryostatten für Experimente bei tiefen Temperaturen und hohe Magnetfeldern. Je nach Bedürfnis erlauben die optischen Fasern zusätzlich eine beliebige räumliche Trennung zwischen Lasertreiber und Photomischer, wodurch eine unschätzbare Montage-Flexibilität erreicht wird. Zudem bietet die Tatsache, dass ein Transmitter-Device auch als Receiver betrieben werden kann, einzigartige und in anderen Technologien nicht verfügbaren Einsatzmöglichkeiten.

Photomischer stellen heutzutage die einzige Oszillator-Technologie dar, mit der mehrere Frequenzdekaden, basierend auf dasselbe Emitter-Device, zu erreichen sind, was der THz-Spektroskopie einen gewaltigen Vorteil verleiht. Der kompakte Formfaktor, zusammen mit der breiten Betriebstemperatur, ermöglicht die Integration in Kryostatten für Experimente bei tiefen Temperaturen und hohe Magnetfeldern. Je nach Bedürfnis erlauben die optischen Fasern zusätzlich eine beliebige räumliche Trennung zwischen Lasertreiber und Photomischer, wodurch eine unschätzbare Montage-Flexibilität erreicht wird. Zudem bietet die Tatsache, dass ein Transmitter-Device auch als Receiver betrieben werden kann, einzigartige und in anderen Technologien nicht verfügbaren Einsatzmöglichkeiten.

  • Wavelength:

    750 — 860 nm

  • Optical Input:

    Pigtailed with single mode fiber, with FC/APC connector and fiber patch reinforced Ø3 mm furcation tubing polarization maintaining fiber (Panda type), narrow key aligned to slow axis

  • Electrical Input:

    SMA female

  • Operation boundaries:
    • Storage Temperature: 0-50°C
    • Operation Temperature: 0-40°C
    • Cryogenic devices (optional) enable operation in range 4K-300K
    • Maximum input laser power: 50 mW (coupled into fiber)
    • Maximum bias voltage: 13 V and 2 V for transmitter and receiver modules respectively
    • Maximum photo current: 1 mA
  • Antenna:
    • Broadband
    • Upon request, resonant - custom designs
  • Polarization of THz beam:
    • Elliptical (almost circular) for broadband designs
    • Linear for resonant designs
  • THz Output beam:
    • Collimated beam through high resistivity silicon hyper-hemispherical substrate lens
    • ~3 mm FWHM @ 300GHz
  • THz Output power (emitter modules):
    • > 100 nW @ 100 GHz (at 1 mA photo current)
    • > 10 nW @1000 GHz (at 1 mA photo current)
  • Noise PSD (receiver modules):

    < 15 pA/sqrt(Hz) @ 30 mW laser power @ 40 kHz

  • Typical SNR in homodyne detection scheme:
    • ~80 dB @ 100 GHz ~60 dB @ 1000 GHz
    • ~40 dB @ 2000 GHz (all for 300 ms integration time, 1 mA peak photocurrent)
  • Mechanical dimensions:

    Cylindrical form, 1 inch diameter, 25.8 mm long (standard). Other dimensions upon request.