王志全 施衛(wèi)?

1) (西安理工大學(xué)應(yīng)用物理系,西安 710048)

2) (西安理工大學(xué),陜西省超快光電技術(shù)與太赫茲科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710048)

在太赫茲(THz)波與材料相互作用的研究中,傳統(tǒng)的太赫茲時(shí)域光譜(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)通常僅探測(cè)某一偏振方向的脈沖THz 波在與待測(cè)樣品作用前后的幅值信息和相位信息的變化.然而對(duì)于各向異性、手性特征等材料的檢測(cè)中,僅有樣品的幅值和相位信息并不能給出樣品物質(zhì)完整的內(nèi)在結(jié)構(gòu).各向異性、手性物質(zhì)對(duì)不同偏振態(tài)的脈沖THz 是非常敏感的,要通過(guò)THz 光譜來(lái)反映這些手性物質(zhì)的構(gòu)型、構(gòu)象等信息,就必須探測(cè)脈沖THz 波作用樣品前后的振幅、相位和偏振態(tài).本文提出的脈沖THz 波全息探測(cè)器(pulsed terahertz holographic detector,PTHD)由相互垂直的光電導(dǎo)天線陣元組成,可以通過(guò)一次掃描檢測(cè)出脈沖THz 電場(chǎng)在任意方向的正交分量,從而可同時(shí)檢測(cè)出脈沖THz 波作用樣品前后的振幅、相位和偏振態(tài)的變化,故稱為脈沖THz 波全息探測(cè)器.實(shí)驗(yàn)和理論分析都驗(yàn)證了PTHD 測(cè)量脈沖THz 波偏振態(tài)的可靠性.同時(shí),本文還利用響應(yīng)矩陣分析了PTHD 在0.1—2.2 THz 光譜范圍內(nèi)具有良好的對(duì)稱性.

1 引言

太赫茲(terahertz,THz)波是指頻率在0.1 到10 THz 之間的電磁波,這個(gè)區(qū)間覆蓋了紅外和微波光譜范圍之間的電磁波譜部分[1].在太赫茲時(shí)域光譜(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)中,根據(jù)THz 波電場(chǎng)的時(shí)域信號(hào)的傅里葉變換獲取THz 電場(chǎng)的頻譜信息,由此可將THz-TDS應(yīng)用于安檢[2,3]、成像[4,5]、食品檢測(cè)[6,7]以及材料無(wú)損檢測(cè)[8-10]等領(lǐng)域的研究,此外,由于THz單光子能量較低,且恰好落在生物分子的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)能級(jí)范圍內(nèi)[11-13],可應(yīng)用于生物分子學(xué)的研究.

隨著對(duì)THz 波與物質(zhì)相互作用研究的深入,對(duì)THz-TDS 的測(cè)量技術(shù)要求也越來(lái)越高.THz-TDS 的核心部件包括一個(gè)脈沖THz 波輻射源和一個(gè)脈沖THz 波探測(cè)器,而偶極子光電導(dǎo)天線是常用的脈沖THz 波輻射源和脈沖THz 波探測(cè)器[14].典型的偶極子光電導(dǎo)天線輻射源輻射線偏振脈沖THz 波,通過(guò)改變脈沖THz 光電導(dǎo)發(fā)射天線的電極形狀和坐標(biāo)朝向獲得任意偏振態(tài)和偏振方向的THz 電場(chǎng)[15],而偶極子光電導(dǎo)天線探測(cè)器的特征是僅測(cè)量脈沖THz 電場(chǎng)在其電極間隙方向上的一個(gè)投影分量,而這個(gè)投影分量穿過(guò)材料后的幅值下降被解釋為由材料吸收和散射引起的[16],其相位變化僅能分析材料在這一個(gè)投影分量方向上的折射率.然而,在各向異性、手性特征等樣品材料與THz 波的相互作用中,不同偏振方向和偏振態(tài)的THz 脈沖不僅在材料內(nèi)部的折射率和吸收系數(shù)不同,而且材料的入射面和材料的旋轉(zhuǎn)角度的變化也將導(dǎo)致不同的測(cè)量結(jié)果,因此,對(duì)這類(lèi)材料的研究中需要獲取與材料作用前后THz 脈沖在幅值、相位、偏振態(tài)和偏振方向的全部變化信息,而僅靠測(cè)量THz 脈沖在某一方向的投影分量不足以理解材料在THz 波段的所有光學(xué)特性.例如在利用傳統(tǒng)方法對(duì)脈沖THz 波和手性材料相互作用的研究中,與左旋和右旋特性材料作用后的THz 信號(hào)幅值和相位信息是相同的,導(dǎo)致二者吸收光譜、折射率譜是沒(méi)有任何區(qū)分的[17].然而,在THz 波段,左手性和右手性材料的圓二色性(terahertz circular dichroism,TCD)和光學(xué)旋轉(zhuǎn)色散(terahertz optical rotary dispersion,TORD)等特性是不同的[17],因此,利用脈沖THz 波全息探測(cè)器對(duì)這類(lèi)材料的研究是必需的和有意義的.

Makabe 等[18]報(bào)道了一種3 電極結(jié)構(gòu)的THz波偏振探測(cè)器,相鄰電極之間成120°角,該探測(cè)器帶寬為1.75 THz,檢測(cè)角靈敏度為0.2°,動(dòng)態(tài)范圍約106,但由于不是經(jīng)典的正交分量的檢測(cè)方法,因此需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理才有意義.Bulgarevich 等[19]設(shè)計(jì)了一種4 電極結(jié)構(gòu)的光電導(dǎo)天線陣列探測(cè)器,該探測(cè)器具有四重結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,直觀上似乎與正交極化都同等地相互作用,他們研究了探測(cè)器對(duì)入射偏振角的線性角響應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與FDTD 模擬結(jié)果具有一致性,但激光探測(cè)光束輕微的、偏離中心的對(duì)準(zhǔn)將造成角度檢測(cè)響應(yīng)的不對(duì)稱性.Niehues 等[20]對(duì)4 電極結(jié)構(gòu)探測(cè)器進(jìn)行了電極引線結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,并利用響應(yīng)矩陣對(duì)該THz 波偏振探測(cè)器進(jìn)行了分析,結(jié)果表明電極引線將通過(guò)影響THz 波偏振探測(cè)器的對(duì)稱性進(jìn)而影響探測(cè)的準(zhǔn)確性,而且該THz 波偏振探測(cè)器僅適用于0.25—0.8 THz 范圍內(nèi)的THz 偏振電場(chǎng)的檢測(cè).然而,以上三種THz 波偏振探測(cè)器面臨著同一個(gè)缺點(diǎn): 需要對(duì)激光光束對(duì)探測(cè)天線間隙的高度精確對(duì)準(zhǔn),且接收脈沖THz 波的有效區(qū)域不可拓展.文獻(xiàn)[21,22]設(shè)計(jì)了一種高效的2×2 THz 波光電導(dǎo)天線陣列探測(cè)器,該THz 波探測(cè)器通過(guò)切割相鄰天線陣元之間的襯底材料消除了天線陣元之間的反向電流,通過(guò)對(duì)陣元和陣列的單獨(dú)測(cè)試,獲得了最高99.9%的振幅合成效率,同時(shí)基于這種高合成效率的特性,設(shè)計(jì)了陣列的THz 脈沖偏振探測(cè)器,這對(duì)于提高探測(cè)器的信噪比和探測(cè)靈敏度具有重要意義.

在脈沖THz 波偏振測(cè)量技術(shù)中,傳統(tǒng)的脈沖THz 波探測(cè)器(電光晶體、偶極子光電導(dǎo)天線等)需多次旋轉(zhuǎn)探測(cè)器或太赫茲偏振片[15,23],但探測(cè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)、程序繁多.而光電導(dǎo)天線陣列探測(cè)器則可一次性測(cè)量多通道信號(hào),使用方便且用時(shí)較少,可應(yīng)用于脈沖THz 波偏振探測(cè)的研究,但目前該類(lèi)型脈沖THz 波探測(cè)器還存在接收脈沖THz波的有效區(qū)域不可拓展或相鄰電極之間的反向電流干擾等問(wèn)題.

本文設(shè)計(jì)了一種基于砷化鎵光電導(dǎo)天線陣列的PTHD,PTHD 可探測(cè)任意方向THz 脈沖在水平和豎直方向的正交偏振分量,并由此獲得THz電場(chǎng)的幅值、相位、偏振態(tài)和偏振方向.通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試PTHD 在不同角度下響應(yīng)THz 電場(chǎng)的正交偏振分量,進(jìn)一步分析PTHD 的對(duì)稱性,利用Stokes 參量計(jì)算全部偏振信息,利用瓊斯矩陣研究PTHD 對(duì)各向異性材料的量化和手性材料的表征,以及利用PTHD 進(jìn)行天線輻射源處于不同激光激勵(lì)狀態(tài)下輻射THz 波偏振度(dependent degree of polarization,DOP)的研究.此外,該P(yáng)THD 接收THz 波的有效區(qū)域面積是可擴(kuò)展的,同時(shí)消除拓展后相鄰天線陣元之間的反向電流干擾,這有利于提高探測(cè)器的信噪比和檢測(cè)靈敏度.

2 PTHD 設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)裝置

2.1 PTHD 的設(shè)計(jì)

PTHD 的設(shè)計(jì)如圖1(a)所示.光電導(dǎo)天線的基底材料是采用分子束外延系統(tǒng)在(100)方向的半絕緣砷化鎵(semi-insulating gallium arsenide,SI-GaAs)上生長(zhǎng)的低溫砷化鎵(low temperature gallium arsenide,LT-GaAs),通過(guò)電子束蒸發(fā)工藝將Ni/Au-Ge/Au 混合物沉淀在LT-GaAs 上,并通過(guò)快速熱退火(rapid thermal annealing,RTA)將其金屬化,通過(guò)精確控制RTA 的時(shí)間和溫度,AuGeNi 合金電極與LT-GaAs 襯底形成歐姆接觸.偶極天線長(zhǎng)度l=990 μm,電極長(zhǎng)度h=990 μm,偶極間隙g=50 μm,天線陣元有源區(qū)域0.03 mm×0.05 mm,PTHD 包含兩個(gè)相互垂直的光電導(dǎo)天線陣元,分別以天線A,B 區(qū)分,用以分別探測(cè)正交分量的脈沖太赫茲波,圖中紅點(diǎn)表示PTHD 旋轉(zhuǎn)軸位置,并利用黑色曲線表示電極引線,引線連接至同軸電纜并輸出到鎖相放大器.實(shí)驗(yàn)中需設(shè)置PTHD 幾何中心、激光光斑中心和THz 光斑中心重合,具體方法為通過(guò)旋轉(zhuǎn)PTHD 角度為45°,調(diào)節(jié)所有天線陣元通態(tài)電阻相等且接收正交分量的THz 信號(hào)強(qiáng)度相同.所用脈沖THz 輻射天線為基于LT-GaAs 的光電導(dǎo)天線,其間隙為150 μm,圖中引線處標(biāo)識(shí)分別代表對(duì)輻射天線施加外置偏置電壓的陽(yáng)極和陰極,輻射THz 電場(chǎng)沿y軸方向偏振,如圖1(b)及其局部放大所示.

圖1 (a) PTHD 結(jié)構(gòu);(b) THz 波輻射天線結(jié)構(gòu);(c) THz-TDS 光路示意圖Fig.1.(a) Structure of PTHD;(b) the structure of the THz wave radiating antenna;(c) schematic diagram of THz-TDS optical path.

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置

如圖1(c)所示,THz-TDS 所用激光器為波長(zhǎng)800 nm、脈寬70 fs、重頻80 MHz 的鈦藍(lán)寶石激光器(spectra-physics,MaiTai XF-1),經(jīng)過(guò)分束鏡的飛秒激光一束用于對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行激勵(lì),泵浦功率為200 mW,輻射天線偏置電壓為300 V.脈沖THz波經(jīng)過(guò)兩對(duì)離軸拋物面鏡被聚焦到PTHD,第三個(gè)離軸拋物面鏡后THz 波聚焦光斑直徑約3 mm.另一束光經(jīng)過(guò)延遲線和聚焦透鏡后被聚焦在PTHD上,將激光光斑直徑調(diào)整為3 mm,探測(cè)光功率為105 mW.

3 脈沖THz 偏振檢測(cè)分析

PTHD 的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性可以由響應(yīng)矩陣進(jìn)行分析,

其中w是THz 波段的電磁波頻率;Ex(w)和Ey(w)分別表示入射THz 電場(chǎng)在x和y方向的頻譜信號(hào)分量;SA(w)和SB(w)是PTHD 響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)SA(τ)和SB(τ)經(jīng)傅里葉變換后的復(fù)頻譜振幅;M(w)為響應(yīng)矩陣,

定義x軸方向?yàn)樗椒较?當(dāng)PTHD 相對(duì)于x軸旋轉(zhuǎn)θ角時(shí),

其中E0x和E0y為初始恒定的電場(chǎng)分量.為了便于討論,省略了參數(shù)M,E0x,E0y,S和mi對(duì)頻率w的依賴.根據(jù)探測(cè)器在θ=±45°時(shí)的探測(cè)數(shù)據(jù),可以計(jì)算出響應(yīng)矩陣為

為了表征THz 電場(chǎng)的線偏振程度,使用偏振度DOP 來(lái)描述,DOP 是與頻率相關(guān)的,可描述為

其中,

其中I//(f)和I⊥(f)分別為θ=0°時(shí)天線陣元A,B 對(duì)THz 電場(chǎng)長(zhǎng)軸分量和短軸分量響應(yīng)的光譜強(qiáng)度.

同時(shí),可以使用Stokes 參數(shù)表征THz 電場(chǎng)的偏振方位角Ψ:

其中δ為x方向和y方向偏振THz 波之間的相位差.

對(duì)于各向異性和手性材料的表征,需要兩組入射電場(chǎng)和出射電場(chǎng)的測(cè)量,且兩組入射電場(chǎng)和樣品之間具有不同的相對(duì)方向.入射電場(chǎng)為水平偏振的太赫茲波,將PTHD 探測(cè)穿過(guò)樣品后的水平和垂直分量記為,n表示第n次測(cè)量.由瓊斯矩陣

其中矩陣因子的第一下標(biāo)字母表示入射偏振方向,第二下標(biāo)表示用于檢測(cè)穿過(guò)樣品的出射偏振方向.

為方便起見(jiàn),入射電場(chǎng)偏振方向與樣品方向之間相對(duì)角度設(shè)定為α,樣品初次測(cè)量,設(shè)定α=0°,PTHD 接收到的太赫茲波正交極化分量為

其中Sref表示PTHD 探測(cè)到的穿過(guò)空氣的太赫茲波信號(hào).樣品二次測(cè)量,樣品旋轉(zhuǎn)角度α=90°,PTHD 接收到的太赫茲正交極化分量為

由(10)式和(11)式可得

通過(guò)先后改變?nèi)肷潆妶?chǎng)和樣品之間的相對(duì)方向,利用PTHD 分別探測(cè)這兩組與頻率相關(guān)的復(fù)振幅太赫茲信號(hào)SSA,SSB及參考復(fù)振幅太赫茲信號(hào)Sref,根據(jù)(12)式進(jìn)而獲取瓊斯矩陣因子參數(shù).由已知的瓊斯矩陣,材料的各向異性可由與頻率相關(guān)的線二色性(terahertz linear dichroism,TLD)進(jìn)行量化[24]:

同理,手性物質(zhì)對(duì)太赫茲波左旋波和右旋波的吸收度不同,該值可由TCD 進(jìn)行表征[24],且左手性和右手性物質(zhì)的TCD 正負(fù)相反,在樣品定量的情況下TCD 大小相等且正負(fù)相反,因此可根據(jù)瓊斯矩陣研究手性物質(zhì)的TCD 光譜特性,

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在—90°＜θ＜90°范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)測(cè)試了PTHD對(duì)THz 電場(chǎng)的響應(yīng),如圖2(a)和圖2(b)所示,角度變化步長(zhǎng)為15°.為便于展示,將天線在不同角度下響應(yīng)的時(shí)域信號(hào)依次偏移8 ps,輻射天線的偏置電場(chǎng)是固定的.PTHD 在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中THz 電場(chǎng)在天線陣元A,B 上的投影分量的變化是顯而易見(jiàn)的,當(dāng)θ＜0°時(shí),天線陣元B 所接收信號(hào)的電極發(fā)生對(duì)調(diào),所接收信號(hào)峰值為負(fù).通過(guò)擬合天線陣元A,B 所接收到的THz 電場(chǎng)振幅的峰峰值(所有信號(hào)幅值峰峰值均取值為正)發(fā)現(xiàn),其峰峰值變化符合馬呂斯定律,這表明PTHD 在應(yīng)用于偏振探測(cè)時(shí)的可靠性,如圖2(c)所示;并根據(jù)ETHz=計(jì)算PTHD 在不同角度下所響應(yīng)到THz電場(chǎng)的幅值變化,擬合結(jié)果顯示PTHD 在180°范圍內(nèi)太赫茲幅值變動(dòng)小于7%,表明PTHD 探測(cè)太赫茲波具有穩(wěn)定性.圖2(d)展示了天線陣元A 在0°＜θ＜90°時(shí)探測(cè)天線的頻譜,頻譜寬度2.2 THz,動(dòng)態(tài)范圍約55 dB.

圖2 PTHD 在不同角度下天線A (a)和天線B (b) 的THz 電場(chǎng)響應(yīng);(c) 天線陣元A,B 響應(yīng)的THz 電場(chǎng)振幅的擬合及THz 信號(hào)幅值的擬合;(d) 天線A 響應(yīng)時(shí)域信號(hào)的傅里葉變換Fig.2.The THz electric field responses of antenna A (a) and antenna B (b) of the PTHD at different angles;(c) the fitting of the THz electric field amplitudes responded by the antenna A and B and the fitting of the THz signal amplitudes;(d) Fourier transform of the time domain signal received by antenna A.

為分析THz 電場(chǎng)的橢圓偏振態(tài),圖3(a)展示了天線陣元A,B 分別探測(cè)到的水平和豎直偏振分量的信號(hào)對(duì)比.為便于觀察,將天線陣元B 的信號(hào)放大5 倍,綠色圓圈標(biāo)記的為脈沖THz 前沿,可以觀察到明顯的相位延遲,并描繪出此部分的脈沖THz 電場(chǎng)的空間軌跡,如圖3(b)所示,EH,EV分別表示水平和豎直偏振分量的幅值,THz 電場(chǎng)表現(xiàn)為橢圓偏振態(tài).根據(jù)(5)式和(8)式計(jì)算出與頻率相關(guān)的偏振態(tài)DOP(f)和THz 電場(chǎng)方位角,如圖3(c)和圖3(d)所示,在0.1—1.5 THz 范圍內(nèi),THz 電場(chǎng)的偏振度均大于98%,在0.1—1.5 THz范圍內(nèi),THz 電場(chǎng)的偏振度均大于99.7%.由(8)式提取復(fù)頻譜信號(hào)中的相位和振幅,通過(guò)計(jì)算與頻率相關(guān)的Stokes 參量(S1,S2,S3),在0.1—1.5 THz范圍內(nèi)可獲取THz 電場(chǎng)方位角Ψ在—1.29°—15.67°之間隨頻率變化,如圖3(d)所示,在1.39 THz 處,THz 電場(chǎng)的方位角達(dá)到最大為15°.

圖3 (a) 水平和豎直偏振的THz 時(shí)域信號(hào);(b) 圖(a)綠色圓圈部分的THz 脈沖的空間軌跡;與頻率相關(guān)的(c) DOP 和(d) THz電場(chǎng)方位角Fig.3.(a) THz time domain signal of horizontal and vertical polarization;(b) spatial trajectories of THz pulses in the green circle part of panel (a);frequency-dependent (c) DOP and (d) THz electric field orientation angles.

為計(jì)算響應(yīng)矩陣,將探測(cè)器置于θ=±45°下,通過(guò)對(duì)天線A,B 陣元獲得的時(shí)域譜進(jìn)行傅里葉變換得到復(fù)頻譜,結(jié)合(4)式計(jì)算出響應(yīng)矩陣因子m1和m2,如圖4(a)和圖4(b)所示,在0.1—0.22 THz 的實(shí)部和0.1—0.28 THz 的虛部,m1≠m2,m1和m2之間的偏差可以由以下幾個(gè)方面解釋: 1) THz-TDS 系統(tǒng)信噪比影響矩陣因子計(jì)算的準(zhǔn)確性;2)m1和m2的實(shí)部和虛部之間的振幅差異隨頻率的增加而減小,而高頻部分的矩陣因子m1=m2,這是由電極表面引線的不對(duì)稱性引起的;3) PTHD 的幾何中心與旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)軸之間的偏移產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差.因此,(2)式的響應(yīng)矩陣可簡(jiǎn)化為

圖4 響應(yīng)矩陣因子m1 和m2 的實(shí)部(a)和虛部(b)與頻率的依賴關(guān)系Fig.4.Frequency dependence of the real (a) and imaginary (b) parts of the response matrix factors m1 and m2.

其中l(wèi)和k都是常數(shù)且為復(fù)值,在高頻部分l=k,PTHD 的電極結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的對(duì)稱性,這對(duì)THz波偏振探測(cè)具有重要意義.

同時(shí),PTHD 可應(yīng)用于脈沖THz 波的DOP檢測(cè).為保證DOP 檢測(cè)的精確性,進(jìn)行了多組探測(cè),對(duì)發(fā)射天線沿x軸方向?qū)?50 μm 的間隙劃分為4 個(gè)飛秒激光觸發(fā)點(diǎn),觸發(fā)點(diǎn)間隔為30 μm,如圖1(b)的擴(kuò)大圖所示,同時(shí)將PTHD 置于θ=0°.如圖5(a)所示,不同的激光觸發(fā)點(diǎn)所激發(fā)的THz波時(shí)域信號(hào)強(qiáng)度存在差異,距離陽(yáng)極越近,輻射THz 波強(qiáng)度越強(qiáng),其中天線陣元A,B 分別表示探測(cè)到的水平和垂直偏振電場(chǎng)分量,根據(jù)天線陣元A,B 所接收信號(hào)的幅值及相位偏移可初步判斷THz電場(chǎng)的橢圓偏振特性.如圖5(b)所示,由(5)式和(6)式得到與頻率相關(guān)的DOP(f)可做如下分析:1) 四組DOP(f)的曲線差異是由于輻射天線輻射強(qiáng)度差異造成的;2) 不同頻率下,THz 脈沖電場(chǎng)的偏振度不同,在0.1—1.5 THz 范圍內(nèi),DOP 均達(dá)到90%以上,在0.9 THz 處,DOP 均達(dá)到99.9%,處于線偏振狀態(tài),在0.9 THz 以上,THz 電場(chǎng)的橢圓偏振程度逐漸變大,尤其在1.5 THz 以上DOP迅速降低;3) 四組DOP(f)的幅值和變化趨勢(shì)幾乎是一致的,這表明PTHD 用于脈沖THz 偏振檢測(cè)的可靠性.

圖5 輻射天線間隙內(nèi)不同位置激發(fā)的(a) THz 時(shí)域信號(hào)以及(b)相應(yīng)的DOP(f)Fig.5.(a) THz time domain signal and (b) corresponding DOP(f) excited at different positions of the radiating antenna gap.

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種可應(yīng)用于研究THz 波與各向異性、手性特征等對(duì)偏振敏感材料相互作用的PTHD.相比于傳統(tǒng)的光電導(dǎo)THz 波探測(cè)器,THz波全息探測(cè)器可通過(guò)一次測(cè)量,獲取任意THz 電場(chǎng)振幅、相位、偏振態(tài)和偏振方向的全部信息,實(shí)驗(yàn)測(cè)試了PTHD 在不同角度下對(duì)太赫茲波正交分量的探測(cè),結(jié)果表明了探測(cè)器用于脈沖THz 波偏振探測(cè)的穩(wěn)定性和可靠性,響應(yīng)矩陣的分析表明該探測(cè)器具有良好的對(duì)稱性,同時(shí)對(duì)輻射天線的研究也表明了PTHD 用于脈沖THz 波偏振探測(cè)的可靠性.此外,PTHD 接收THz 波的有效區(qū)域是可拓展為N×N陣列的,且無(wú)相鄰陣元間的反向電流干擾.實(shí)驗(yàn)與理論分析都表明了PTHD 在0.1—2.2 THz 光譜范圍內(nèi)用于THz 電場(chǎng)偏振測(cè)量的可靠性以及良好的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性.