Article

1 - CONTEXTE

2 - SOURCES TÉRAHERTZ

3 - SPECTROSCOPIE À L'ÉQUILIBRE

4 - SPECTROSCOPIE RÉSOLUE EN TEMPS HORS ÉQUILIBRE

5 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : RE144 v1

Spectroscopie térahertz

Auteur(s) : Jean-Christophe DELAGNES, Patrick MOUNAIX

Relu et validé le 18 févr. 2020

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RÉSUMÉ

La spectroscopie impulsionnelle apporte une quantité d'informations considérables sur les systèmes physico-chimiques : indice de réfraction, absorption, temps de relaxation. S'agissant de la spectroscopie aux longueurs d'ondes térahertz (1 THz = 1012 Hz), il est possible de mesurer directement le champ électrique de l'impulsion et donc son spectre en amplitude et en phase. Ainsi, la réponse diélectrique complète peut en être extraite. À relativement court terme, en combinant imagerie et spectroscopie large bande, les ondes térahertz pourraient trouver des applications innovantes. Cet article réalise un état de l'art de différentes techniques de spectroscopie térahertz.

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ABSTRACT

Terahertz spectroscopy

Terahertz impulse spectroscopy provides a considerable amount of information on physico-chemical systems: refractive index, absorption, relaxation time. Concerning the terahertz wavelength spectroscopy (THz = 1012 Hz 1), it is possible to measure directly the electric field of the pulse and therefore its spectrum in amplitude and phase. The full dielectric response can thus be extracted. In the relative short term, by combining imaging and broadband spectroscopy, terahertz waves could be used for innovative applications. This article reviews various state-of-the-art terahertz spectroscopy techniques.

Auteur(s)

  • Jean-Christophe DELAGNES : Maître de Conférences au Centre de Physique Moléculaire Optique et Hertzienne (CPMOH UMR 5798) à Talence (33).

  • Patrick MOUNAIX : Chargé de Recherche CNRS au Centre de Physique Moléculaire Optique et Hertzienne (CPMOH UMR 5798) à Talence (33).

INTRODUCTION

Résumé : La spectroscopie impulsionnelle apporte une quantité d'informations considérable sur les sytèmes physico-chimiques : indice de réfraction, absorption, temps de relaxation. S'agissant de la spectroscopie aux longueurs d'ondes térahertz (1 THz = 1012 Hz), il est possible de mesurer directement le champ électrique de l'impulsion et donc son spectre en amplitude et en phase. On peut extraire ainsi la réponse diélectrique complète. À relativement court terme, en combinant imagerie et spectroscopie large bande, les ondes térahertz pourraient ainsi trouver des applications innovantes.

Abstract: Time domain and Time dependent spectroscopy are powerful tools for physical and chemical analysis. It gives access to numerous information such as refractive index, absorption, relaxation time. In the terahertz range (1 THz = 1012 Hz), the spectroscopy has a key advantage since it is possible to directly measure the electric field of the pulse, and thus the spectrum in amplitude and phase. In relatively short term, by combining gimaging and broadband spectroscopy, the terahertz waves could find innovative applications...

Mots-clés : Térahertz, Spectroscopie, Pompe-Sonde, Femtoseconde Picoseconde, Réponse transitoire

Keywords: Terahertz, Spectroscopy, Pump-Probe, Femtosecond Picosecond, Transient response

Fiche de synthèse

Domaine : Techniques d'analyse et spectroscopie

Degré de diffusion de la technologie : Émergence / Croissance / Maturité

Technologies impliquées : Optique, électronique, optronique, traitement du signal

Domaines d'application : Biologie, environnement, sécurité

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : Pôle de compétitivité Route des Lasers™ (Aquitaine)

Centres de compétence : Centre de Physique Moléculaire Optique et Hertzienne CPMOH (CNRS), Centre technologique Alphanov, ARMIR (Association pour le Rayonnement, les Mesures et l'Imagerie Rapide), qui comprend un club « Téranaute » formé par une dizaine de laboratoires universitaires, grands organismes et industriels travaillant dans le domaine des ondes térahertz. GDR Européen TERAHERTZ « Détecteurs et Émetteurs de Radiations Térahertz à Semi-conducteurs » (GDR CNRS 2897). Ce GDR fédère les collaborations entre une vingtaine de laboratoires européens travaillant dans le domaine des composants à semi-conducteurs pour la technologie des ondes THz.

Exemples d'acteurs dans le monde : Nikon, Picometrix, Toptica Photonics, GigaOptics

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re144


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - AUSTON (DH) -   *  -  Appl. Phys. Lett, 713, 1983

  • (2) - EISELE (H.) -   Active two terminal devices for terahertz power generation bymultiplication, Terahertz sources and systems.  -  Nato sci. series, Kluwers Acad. Publi., pp. 69-86, (2001)

  • (3) - FAIST (J.), CAPASSO (F.), SIVCO (D. L.), SIRTORI C. , HUTCHINSON A.L., and. CHO. (Y.A.) -   *  -  Science 22 Vol. 264. no. 5158, pp. 553 (avril 1994).

  • (4) - DUVILLARET (L.), GARET (F.), ROUX (J.-F.), COUTAZ (J.-L.) -   Analytical modelling and optimization of terahertz time-domain spectroscopy experiments using photoswitches as antennae  -  I. EEE J. Sel. Topics in Quant. Electron. 7, 615-623 (2001).

  • (5) - DANTEN (Y.), BESNARD (M.), DELAGNES (J.C.) and MOUNAIX (P.) -   Far infrared absorption and terahertz time domain spectroscopy of liquid CS2 : experiments and molecular dynamics simulation.  -  APL 92 214102 (2008).

  • ...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites internet

http://www.armir.fr : Téranaute

http://www.alphanov.fr : Imagerie térahertz

Le site de Pr. P. Kuzel : http://www.fzu.cz/departments/dielectrics/groups/lts/

Le site du Pr. D. Mittelman : http://www-ece.rice.edu/~daniel/Mittleman. html

Ainsi que la page du site précédent http://www-ece.rice.edu/~daniel/groups. html qui contient les liens vers de très nombreux groupes de recherche THz

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

La spin-off « Zomega Terahertz Corporation » http://www.zomega-terahertz.com/index.html issue des recherches conduites par le Dr. X.-C. Zhang.

http://www.teraview.com/terahertz/id/22

http://www.gigaoptics.de/

http://www.toptica.com/page/applications_terahertz_thz_imaging. php

http://www.picometrix.com/pico_products/terahertz_tr4000.asp

...

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