Sub-THz 시간축 분광 시스템을 이용한 D-band 대역 분광연구
Characterization of Optical Properties of Materials in D-band Using Sub-THz Time-domain Spectroscopy
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초록
본 연구에서는 D-band (110–170 GHz) 대역에서 물질의 광학적 특성을 분석하기 위해 펨토초 레이저 기반의 sub-THz (terahertz, 10 12 Hz) 시간축 분광 시스템을 개발하였다. 시간 영역에서 전기장의 진폭과 위상을 직접 측정하여 THz 광학 부품으로 사용되는 대표적인 재료인 폴리 테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 결정질 석영(crystalline quartz)와 사파이어(Al 2 O 3 ) 샘플의 굴절률과 흡수계수를 추출하였다. 본 시스템은 시간 영역에서 넓은 대역폭, 빠른 측정 속도, 기준 시편 없이도 복소 유전 특성을 측정할 수 있는 기능 등 여러 장점을 가지고 있다. 향후 통신, 바이오센서, 반도체 검사 등 다양한 분야에 적용 가능성을 제시한다.
Abstract
Sub-THz (terahertz, 10 12 Hz) time-domain spectroscopy (TDS) system was developed to analyze the optical properties of materials within theD-band (110–170 GHz) frequency range. By directly measuring both the amplitude and phase of the electric field in the time domain, the complex refractive indices and absorption coefficients of polytetrafluoroethylene (PTFE), crystalline qaurtz, sapphire samples were extracted. This TDS systemprovides several advantages, including broad bandwidth, fast acquisition, and the capability to determine complex dielectric properties without the need for reference samples. These features highlight its potential for applications in telecommunications, biosensing, and semiconductor inspection.