Characterization of an 8 x 8 Terahertz Photoconductive Antenna Array for Spatially Resolved Time-Domain Spectroscopy and Imaging Applications

Le rayonnement térahertz (THz) a reçu beaucoup d'attention ces dernières années en raison de ses caractéristiques uniques. Sa capacité à pénétrer la plupart des matériaux diélectriques, sa nature non ionisante et le fait qu'il soit absorbé par les molécules d'eau en font un excellent choix pour les applications d'imagerie dans le domaine biomédical, en sécurité et bien plus encore. Le système de domaine temporel THz est l'un des systèmes d'imagerie les plus couramment utilisés où de courtes impulsions THz sont générées. Ces systèmes sont principalement utilisés en imagerie hyperspectrale, puisque toute l'information fréquentielle est acquise en un seul balayage. Selon le choix du détecteur, ces systèmes permettent une détection cohérente où les informations de phase et d'amplitude sont récupérées et trouvent des applications pratiques dans la caractérisation des matériaux. L'un des principaux défis de l'imagerie cohérente avec un système THz dans le domaine temporel est le manque de détecteurs multipixels efficaces. L'approche la plus populaire consiste à utiliser une seule antenne photoconductrice (PCA) comme détecteur et à procéder à un balayage en 2 dimensions de l'objet ou du détecteur. Cette technique prend du temps et n'est pas adaptée à l'imagerie en temps réel. Dans ce travail, nous présentons une matrice d'antennes photoconductrices de 8x8 pixels pour des applications en spectroscopie et en imagerie dans le domaine temporel résolue spatialement. Le substrat du réseau PCA est composé de LT-GaAs et chaque antenne est séparée de 700 µm. Dans un article publié dans IEEE Access intitulé : «Fabrication and characterization of an 8x8 terahertz photoconductive antenna array for spatially resolved time-domain spectroscopy and imaging applications», nous présentons une nouvelle technique où un modulateur spatial de lumière (SLM) est utilisé pour adresser chaque pixel de la matrice d'antennes. Le SLM est utilisé pour focaliser et diriger le faisceau infrarouge (IR) femtoseconde (fs) sur le gap de chaque antenne du détecteur. Pour ce faire, un patron de type lentille de Fresnel est affiché sur le SLM et une détection cohérente hyperspectrale est réalisée pour les 8 canaux du détecteur. De plus, un amplificateur virtuel de type lock in est implémenté dans Labview pour augmenter le signal sur bruit (SNR) de la matrice PCA.