THz辐射测量：选择热释电还是高莱探测器？

在我们开始描述一个探测器的特定属性之前 另外，花点时间评估一些技术是有意义的

关于每个产品是什么以及它们如何工作的信息。

Golay Cell是什么？它怎样工作？

Golay Cell是一种灵敏的“光声”设备，在环境温度下工作，具有广泛的光谱响应。 构成Golay Cell的基本元素是：6mm HDPE或金刚石窗口，小型易碎气体室有一层薄薄的气体，局部吸收金属薄膜和所谓的“光学麦克风部分”。 当太赫兹辐射透过窗口并被气室中的薄金属膜吸收时，气体被加热，使其膨胀并使电池的镜面后壁变形。 通过LED，一些光学元件，光栅和光电二极管的组合来监测和测量该失真（或移动）。 光电二极管的输出与气室的镜面壁的位移成比例。

其输出根据已知功率输出的电压（伏特/瓦特）进行校准。

LiTaO3热电探测器是什么？它怎样工作？

热电探测器是一种灵敏的交流热传感器，通常在室温下使用，它具有广泛的光谱响应，覆盖包括太赫兹区域在内的大部分电磁光谱。热电基于薄、永久连接的铁电晶体(例如LiTaO3),表现出明显的热效应(热电效应),其瞬时极化是晶体的温度变化速率的函数。

通过将导电电极施加到晶体的顶表面和底表面，所得到的电荷可以耦合到器件外，并以其当前的μA/ W的响应度进行校准。 热电检测器通常包括电压或电流模式电路，以获得最佳性能，并最终以伏特/瓦特或伏特/焦耳进行校准。

Golay Cell的性能与LiTaO3热电探测器的性能如何？

 现在让我们来看看Golay Cell与热电探测器的性能规格。目前仅有一种类型的Golay Cell，热电装置可以采用许多形式，例如：混合探测器/放大器和功率或能量检测器（即探测器，离散电子器件和微处理器）。 我们将选择热电混合探测器进行比较。

我们可以从比较中得出什么结论?

戈利细胞更敏感,它有一个更大的感应区域(在测量一个点或扩展源可能是重要的),一个固定的窗口(这将影响其光谱响应),它有一个缓慢的响应时间,尺寸大,需要交流电压操作。戈利细胞是“独一无二的”。

另一方面，热电探测器几乎同样灵敏，有或没有一个窗口都可以使用,可能包括一个黑色吸收增强平坦的光谱响应,本质是快的,很大的操作温度范围,小巧可以电池或一个AC供应操作。

Gentec-EO太赫兹热电产品可作为混合探测器(QS-THZ),集成模拟仪器(THZ-I-BNC)和数字锁定辐射计(THZ-B)。

下面可以比较典型的LiTaO3热释电探测器像（我们的QS2-THZ-BL混合探测器）,典型的Golay Cell的光谱响应。

注意它们光谱响应非常相似，这是因为这两种设备都依赖于薄金属薄膜的吸收和热反应。

典型的热释电探测器和一个Golay Cell太赫兹光谱响应

(由利兹大学)

总之，来看看这两种类型的传感器的相对优势和劣势。

最后的结论是什么?

Golay Cell已经在太赫兹领域使用多年(超过30年),相比LiTaO3热电探测器它有一些缺点。另一方面,热电探测器最近才被使用(在过去5年)在太赫兹领域,然而热探测器技术是成熟的,有一些优点(最重要的是,它的体积很小,但是多元化配置,低噪声等效功率、宽光谱响应、低成本)。对于太赫兹辐射的相对测量,LiTaO3热电探测器在今天是个很好的选择。

文章来源于Gentec-EO