Spectroscopie térahertz dans le domaine temporel

vignette| Impulsion typique mesurée par THz-TDS. En physique, la spectroscopie TéraHertz dans le domaine temporel ( THz-TDS ) est une technique spectroscopique dans laquelle les propriétés de la matière sont sondées avec de courtes impulsions de rayonnement térahertz. Le schéma de génération et de détection est sensible à l'effet de l'échantillon sur l'amplitude et la phase du rayonnement térahertz. En mesurant dans le domaine temporel, la technique peut fournir plus d'informations que la spectroscopie à transformée de Fourier conventionnelle, qui n'est sensible qu'à l'amplitude. La nature impulsionnelle de la radiation utilisée donne accès à des quantités comme l’indice complexe de réfraction en mesurant le retard introduit par la traversée de l’échantillon. En règle générale, un laser pulsé ultracourt est utilisé dans le processus de génération d'impulsions térahertz. Lors de l'utilisation de GaAs développé à basse température comme antenne, l'impulsion ultracourte crée des porteurs de charge qui sont accélérés pour créer l'impulsion térahertz. Lors de l'utilisation de cristaux non linéaires comme source, une impulsion ultracourte de haute intensité produit un rayonnement THz à partir du cristal. Une seule impulsion térahertz peut contenir des composantes de fréquence couvrant une grande partie de la gamme térahertz, souvent de 0,05 à , bien que l'utilisation d'un plasma à air peut contenir des composants de fréquence jusqu'à . Après la génération d'impulsions THz, l'impulsion est dirigée par des techniques optiques, focalisée à travers un échantillon, puis mesurée. La propagation depuis l’émetteur vers le détecteur n’est pas idéale en raison de la présence des techniques optiques ayant pour objectif de collimater et/ou focaliser le faisceau. Il est nécessaire de prendre en compte la fonction de transfert complexe afin d'extraire la réponse de l’échantillon. Si la mesure est effectuée en transmission, on extrait la Transmittance T(ω). Si elle est effectuée en réflexion, c'est la Réflectance R(ω) qu'on extrait.