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Tydex太赫兹（THz）光学元件 透镜/l棱镜/分光片/增透膜/窗口片偏振片/滤波片

  Tydex太赫兹（THz）元器件 Tydex  

Tydex太赫兹（THz）衍射光学元件  

Tydex太赫兹（THz）偏振片Tydex太赫兹（THz）衰减片

一、公司介绍：

Tydex公司由俄罗斯科学院约费物理技术研究所的前科学家创立于1994年，位于俄罗斯光学“心脏”圣彼得堡。Tydex公司专业定制生产的光学元件和仪器包括：太赫兹波光子学，太赫兹组件，光谱仪，测温和热成像，传感器和探测器等更多自定义制造。生产的产品，还密切配合国家光学制造企业和科研院所。

其中专业订制的太赫兹光学元件有：

THz低通滤波片(THz Low Pass Filters)  THz带通滤波片(THz Band Pass Filters)
THz偏振片(THz Polarizers) THz衰减器(THz Attenuators)
THz窗口片(THz Windows) THz透镜(THz Lenses)
THz棱镜(THz Prisms) THz波片(THz Waveplates)
THz消色差偏振转换器(THz Achromatic Polarization Converter)
THz光谱分光片(THz Spectral Splitters) THz分光片(THz Beam Splitters)
THz反射镜(THz Mirrors) THz衍射光学元件(THz Diffractive Optical Elements)
THz增透膜(THz AR Coatings) THz材料(THz Materials)

THz光学镜片，可以提供太赫兹专用离轴抛物镜、滤波片、偏振片、窗片、透镜、棱镜、波片、分束片、反射镜和菲涅尔透镜等，同时还提供太赫兹衰减器、太赫兹宽带相位变换器。产品应用波长范围从DUV，VIS，NIR，MIR到MM波（太赫兹）。

“质量的严格保证”是 Tydex 的政策之一，无论订购量 — — 从单件到商业批次。我们提供灵活的价格和准时效率的交付。我们的销售工程师经过专业的培训，可帮助您选择合适的产品，满足您的具体应用。

TYDEX太赫兹材料基本介绍：

太赫兹（THz）波是频率为~0.1-10THZ（~3mm-30um），介于微波和中红外区域的电磁波。和可见红外光相比，THZ波可以穿透常规的材料如：皮肤，塑料、衣服或者自材料。由于光子能量低，因此不会造成和离子辐射（X光）一样的损害。这些特点能让THZ波应用在处理（如药物生产），质量控制、THZ成像领域。

对于传统的THZ应用，最常用的是HRFZ-SI材料（高阻硅），但是它在THZ波段透光率的透光率不算高。随着科技发展，出现其它材料如晶体硅，石英和蓝宝石。聚合物材料如 TPX，PE,PTEE等

 总结：

聚合物有机材料如TPX,PE,PTEE从~200um-1000um都有80-90%的透光率，因此可以传输更长的波长。

由于反射损耗，晶体材料如硅，石英和蓝宝石在THZ波段的透光率比较低。其中

硅:从50um开始，透光率为50-54%

石英：从120um开始，透光率为70%

1-2mm厚的蓝宝石：从350um开始，透光率 〉50%。

 

二、元件介绍：（一）THz低通滤波片(THz Low Pass Filters)

太赫兹低通滤波器是为了传输 THz 辐射和阻止短的波长。筛选器是一套安装在适合环与持有人的材料。筛选器的工作原理基于辐射的再分配通过色散、 反射、 散射、 扩散、 衍射、 干涉。

特点︰

1.波长范围从红外到毫米;

2.In pass band高透光率;

3.In stop band透光率低 (< 0.1%) ;

型号	切割波长/Λcµ m	最大透射率/%	损伤阈值，W/cm²
	13	92	7
	13	94	7
	13	91	7
	21	95	7
	27.5	73	8
	34	80	8
	55	83	8
	70	82	8
	75	82	8
	94	81	8

 

（二）THz带通滤波片(THz Band Pass Filters)

太赫兹带通滤波器传输辐射的波长范围从 20 到 3000 μ m。筛选器被捏造的由薄金属箔带孔。孔的配置取决于所需波长。
带通滤波器是高度建议使用时很重要的是要有高的光谱分辨率，与高开口率，以及小外形尺寸和重量的设备。

特点︰

1.通频带范围从 0.1 到 15 赫兹 （从 3000 到 20 μ m);

2.In pass band高透光率 （60-90%) ;

3.In stop band透光率低 (< 4%) ;

4.可在低温恒温器和电光组件使用;

5.损伤阈值 （范围从 0.1 到 15 赫兹）-65 W-100cm²;

1．传输特性曲线

 

（三）THz偏振片(THz Polarizers)

Tydex提供的高硬度聚乙烯THZ偏振片，可应用范围覆盖远红外(7um)到THZ(3hao米)波段。其工艺为：先在基底课上三角形貌的周期线条，接着在表面镀一层金属膜（AI膜）。

特点：

1.长范围内从MIR (7 um) 到THz（3 毫米或更多）

2.基材是高密度聚乙烯 (HDPE)，使得成本更低但却拥有宽广的波长范围。

3.High FIR 传输

THz偏振片一般应用于太赫兹光谱，太赫兹成像，晶体和聚合物薄膜分子方向，傅里叶变换红外光谱，传感器等领域。

基底材料	HDPE
适用波长	7um-3mm(或更高)
刻线密度	1200/mm
尺寸	25mm-100mm
偏振态 （K1-K2)/（K1+K2)	〉98% @8um 〉99.5% @30-1000um
消光比 E=K1/(2*K2)	35-40 @8um 350-400 @30-1000um

 

（四）THz可调节衰减器(THz Attenuators)

TYDEX的可调衰减器，用于高功率THZ在辐射的衰减。

他是有五个扇轮组成，四个已经安装的扇轮中的硅片具有不同的衰减水平，一个扇轮是空的。如果需要，客户也可在空轮上装上其它衰减片。四个衰减器有传输 30%、 10%、 3%和 1%。还有一个可调控的衰减轮子可上下调控衰减大小。

工作波长的范围	40-1000 um
轮子的数量 pcs	5
衰减级别的数量 pcs	4
衰减器正常投射公差%	±10
损伤阈值W/cm²	几百

 

4个衰减器（扇轮）可以单独使用，也可以搭配不同的组合衰减：

衰减元件的组合	透光率	衰减元件的组合	透光率
30+10	3	30+10+3	0.09
30+3	0.9	30+10+1	0.03
30+1	0.3	10+3+1	0.003
10+3	0.3	30+3+1	0.009
10+1	0.1	30+10+3+1	0.0009
3+1	0.03

 

（五）THz窗口片(THz Windows)

提供晶体和混合物材质的窗口片

1 HRFZ-Si Windows 高阻硅窗片
2 THz Grade Crystal Quartz and THz Grade Saphhire Windows 石英晶体 蓝宝石窗片

3 TPX、HDPE  高密度聚乙烯

 

 

产品类型	高阻硅窗片	石英晶体、蓝宝石	TPX、HDPE
材料	高阻硅	石英、蓝宝石	高密度聚乙烯
可定制尺寸	最大150mm	最大100mm	最大100mm
尺寸误差	±0.1 mm	±0.1 mm	±0.25 mm
通光孔径	〉=90%	〉=90%	〉=90%
平行度	rac.min 3	rac.min 5	rac.min 5
表面质量（双面抛光）	60/40	60/40	80/50     细磨（HDPE)
表面精度	±0.01	±0.01	±0.01
镀膜	AR增透膜	AR增透膜	无

 

（六） THz透镜(THz Lenses)

提供材质由 TPX 和 HRFZ-S（高阻硅）的透镜

产品	TPX透镜	HRFZ-SI
类型	平凸、双凸	次半球/半球透镜
		超半球透镜
		子弹型透镜
可定制尺寸	to 100mm	to 100mm
尺寸误差	±0.25 mm	±0.25 mm
通光孔径	≥90%	≥90%
有效焦距公差	± 1%	± 1%
表面质量（双面抛光）	80/50	80/50
表面精度	±0.01mm	±0.01mm
镀膜	无	根据波长镀AR增透膜

 

 

（七）THz棱镜(THz Prisms)

Tydex 提供了 THz 棱镜的以下类型︰

1.常规 （直角） 棱镜。这种类型的棱镜用于光学方案。
2.衰减全反射 (ATR) 棱镜。Such special prisms allow investigating materials which are difficult to analyze in transmission.

Commom specification: 

材料	HRFZ-Si
尺寸误差	±0.2mm
角度误差	±30mm
表面质量（双面抛光）	80/50
Surface quality of ground surfaces, Ra	2.5
表面精度	± 0.01 mm

 

 

（八）THz双折射波片(THz Waveplates)

偏振测定技术在分析THz辐射中是很重要的，其中关键的器件是可以识别以及测试偏振态的偏振调试器。TYDEX提供的THZ波片由双折射材料制成，可以改变THZ辐射的偏振态。

1/2波片和 1/4 波片的工作原理如下所示︰

 

太赫兹偏振:

Retardation type, λ	½, ¼
可操作波长范围	30—1000 μm
材料	THz grade crystalquartz
方向	X-cut
方向误差	±10
尺寸	20×20mm², 50×50mm²
最大尺寸	60×60
尺寸误差	±0.25µm
厚度误差,	±5.0µm
通光孔径	≥90%
平行度	arc. min.5
表面质量,	scr/dig 60/40
总波失真TWD, λ@633nm	½

Segmented waveplate consisting of several specially oriented half-wave plates allows getting radiation with radial and azimuthal polarization from linearly polarized one. Operating principle of such waveplates is shown below.

 

（九）可调谐THz偏振转换器(Tunable THz Polarization Converter)

单色偏振用于转换的固定的波长辐射极化。这些偏振操作只在单一波长，在某些情况下他们可能不方便使用，例如，可调谐激光器。理性的选择是可调谐偏振转换器 (TWPC)。

TYDEX 针对 TWPC 转换的大范围内任何波长的辐射极化。随仪器提供的特殊软件可以计算转换参数限制。

TWPC 单元包括三个水晶石英折射板材。每个盘子放在允许整圈旋转的转子。三个转子刚性地固定在共同基础上。板是偏振的旋转到一个特定的角度，为实现所需转换。角度计算所提供的软件。除了板角度，该软件可以计算迟缓、 有效的光轴和波长与偏振度。
调谐范围取决于 TWPC 参数。整个的太赫兹范围可以覆盖几个 TWPCs。

TYDEX 标准 TWPC 可以在以下模式下运行︰

在 80-160 μ m 范围内，任何波长半波单色板

在 150-300 μ m 范围内，任何波长四分之一波单色板

120 μ m 双折射滤波器。

TWPC 操作模式进行测量 TWPC 放置之间与布鲁克顶点 70 英尺光谱仪两个偏振片的透射谱。

TWPC 在不同的模式经营的例子如下。

1.作为半波为 80-160 微米范围内任何波长的单色板 TWPC。TWPC 作为 120 μ m 半波片进行了测试。图 1 显示了使用平行偏光镜的计算和测量 TWPC 透射谱的比较。近零透光率在 120 μ m 确认选定波长的适当偏振转换。

图 1。计算与实测 TWPC 透射谱
用作 λ/2 在 120 微米的平行偏光镜

 

2.作为为 150-300 μ m 范围内任何波长的四分之一波单色板 TWPC。TWPC 操作在 220 μ m 的四分之一波片模式进行了测试。图 2 显示计算结果与实测 TWPC 透射谱的比较下游偏光片的不同价值取向。

图 2a。用作 λ/4 的计算的 TWPC 透射谱
在 220 μ m 在不同方向的下游偏光片

图 2b。测量 TWPC 透射光谱用作 λ/4 在 220 μ m
在不同方向的下游偏光片

 

既不计算，也没有实测透光率取决于下游偏光片角度 （轻微变异是由于测量过程的结果）。这意味着，辐射后的 TWPC 已确认该文书作为在 220 μ m 的四分之一波片正确操作的圆极化。

3.TWPC 作为 120 μ m 双折射滤波器。TWPC 放在之间交叉偏振镜在双折射滤波器模式下操作。120 μ m 的计算结果与实测光谱 (图 3) 匹配高峰证实，TWPC 是运作作为在特波长的双折射滤波器。

图 3。计算与实测 TWPC 透射谱正交偏光镜之间

规格：

模式	经营范围
半波单色板	80-160 微米范围内任何波长
四分之一波片单色	在 150-300 μ m 范围内任何波长
双折射滤光器	120 μ m
孔径	24 毫米

 

（十）THz光谱分光片(THz Spectral Splitters)

Tydex 提供应用近红外光谱和 MIR 辐射有必要反映无传输退化的太赫兹光谱拆分器。

近红外-太赫兹光谱拆分器用于分离泵辐射 （集中在波长范围 790-800 nm） 从太赫兹辐射在钛宝石激光器和 MIR THz 光谱拆分 — — 泵辐射 （9.6 μ m 和 10.6 μ m） 分离从太赫兹辐射的太赫兹激光光抽运的 CO2-激光。

Common specification:

	类型
	NIR-THz spectral splitter	MIR-THz spectral splitter
材料	-HRZF-S高阻硅 -硅太赫兹级晶体石英
尺寸误差	±0.25，mm
孔径 %	90%
表面质量	60/40 scr/dig
表面精度	±0.01 mm
涂料	高反射介质涂层 (R > 90%) @ 730 860 nm		高反射介质涂层 (R > 90%) @ 9 11µm

 

（十一）THz分光镜片(THz Beam Splitters)

TYDEX提供单通的THZ分束器和多通THZ分束镜，其中单通用于光束只通过分光镜一次的实验方案，多通分束镜用于光束需要多次通过分光镜的方案。

材质	单道HRFZ-Si分束片	多道HRFZ-Si分束片
型号	plano-plano	plano-plano
可定制尺寸	to 150 mm	to 150 mm
直径、横切误差	+0.0 /-0.1 mm	+0.0 /-0.1 mm
厚度误差, mm	+/0.1  mm	+/0.1  mm
通过孔径	>=90,%	>=90,%
平行度 arc. min	3 arc. min	5 arc. min
表面质量	60/40 scr/dig	60/40 scr/dig
表面精度	±0.01 mm	1mm偏差 λ@633 nm

 

（十二）THz反射镜(THz Mirrors)

Commom specification:

Material of substrate	BK7
Type	plano-plano
Dimensions tolerance,mm	±025
Clear apperture, %	>=90
Surface quality of polished surfaces, scr/dig	聽40/20
Surface quality of ground surface, Ra	2.5
Surface accuracy, 位@633nm	1/2
Coating	protected gold
Thickness of gold layer, nm	~400

Typical reflection curve is shown below. Measurements were made up to 1000 渭m. However operating wavelength range is much wider.

 

 

（十三）THz衍射光学元件(THz Diffractive Optical Elements)

产品介绍：

THz光束处理在应用中是非常重要的，目前人们主要通过抛物面镜和折射光学元件来实现。然而，衍射光学法开辟与众不同的处理方法，可实现THz光束的空间转换。为 满足THz方位内的衍射光学法要求，TYDEX研究出以下衍射光学产品。

--THz Fresnel lenses太赫兹菲涅耳透镜

--THz beam piders.太赫兹光束分束器

类型	THz Fresnel lenses	THz beam piders
材料	高阻硅（HRFZ）	高阻硅（HRFZ）
机械直径	To 55 mm	To 55 mm
光学直径	To 50 mm	To 50 mm
厚度	1mm	1mm
波长范围	60-250 um	60-250 um
衍射效率	80%	80%
镀膜	双面增透膜	双面增透膜

1．THz Fresnel lenses太赫兹菲涅耳透镜

菲涅尔透镜是最简单的聚焦单色THz光束的衍射元件，与折射透镜相比，它没有球面像差。TYDEX可提供焦距大于100mm的菲涅尔透镜。

衍射透镜有两个聚焦：一个主焦距，一个次焦距。主焦距I1/I的衍射效率是40%，次焦距衍射效率<3.6%，已在实验中得到证明。艾里维数︰ X = 1.22 * λ * F/D，在那里 λ-工作波长、 F-焦距和 D-光学直径。

2．THz beam piders.太赫兹光束分束器

光束分束器可以将入射的THz光束分割成空间上功率不同的几个光束，+1-1级的衍射效率为40（±2）%,其它级衍射光效率小于5%。操作光束的角度值可以从20°到80°。

 

（十四）THz增透膜(THz AR Coatings)

产品介绍：

众所周知，由于高反射损耗，晶体材料的THZ光波透射率不高（高阻硅HRFZ-SI的透光率只有54%，石英晶体的THZ波段透光率约70%）。而TYDEX提供的聚乙烯(polyethylene)和聚对二甲苯（parylene）材料的THZ高反膜层可以降低反射损耗。这2种材料分别镀在平面的窗口或是球面的透镜上。根据客户需求，定制从60um到1300um的高透膜。如下

1.两面高透

通常用在窗口镜或者半月透镜上

聚乙烯膜层60-80um ,110-160um ,160-220um ,320-430um .375-510um ,480-650um ,535-725um ,695-940um ,965-1305um

聚对二甲苯膜层：99-125um

HRFZ-SI可以镀聚乙烯膜层和对二甲苯膜层，而石英晶体只能镀对二甲苯膜层。镀膜后，上面提到的波长可达到≥90%的透光率。

2.单面高透膜

通常用在半球透镜上，平面不镀膜。高透膜可提高半球透镜30%透光率，这种透镜通常用在THZ-TDS系统或者超导热辐射系统中光电到天线的THZ耦合中。

 

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