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Magneto-spectroscopie THz dans le domaine temporel et dans une approche step-scan

Nous avons réalisé une nouvelle approche de la spectroscopie magnéto-optique en ondes térahertz dans le domaine temporel en collaboration avec le Fraunhofer Institute à Kaiserslautern [1]. La figure 1 présente le dispositif expérimental. Celui-ci est basé sur l’utilisation d’un générateur de champ magnétique pulsé périodique incorporé dans un spectromètre temporel en ondes THz de type conventionnel. Ici, le détecteur mesure le profil d’impulsions picosecondes de champ électrique transmises à travers un échantillon situé au centre de la bobine de champ magnétique. Les émetteur et détecteur sont des antennes photoconductrices activées par un train d’impulsions femtosecondes graduellement retardées l’une par rapport à l’autre. En particulier, pour un retard fixé, le photocourant délivré par le détecteur mesure la variation du champ électrique en fonction du champ magnétique balayé périodiquement. Après un balayage pas à pas du retard, nous obtenons par traitement des données d’abord les spectres temporels à champ magnétique constant présentés sur la Fig. 2 et ensuite les spectres dans le domaine de fréquences. La Fig. 3 montre ces spectres pour un échantillon massif de GaAs dans le dans le domaine de fréquence entre 200 GHz et 2 THz et de champ magnétique jusqu’à 6T. Notre expérience est un prélude à la réalisation de mesures temporelles à des champs magnétiques très intenses continus et pulsés.

Fig. (1) Schéma du magnéto-spectromètre THz dans le domaine temporel. (2) Profils du champ électrique de l’impulsion THz en fonction du champ magnétique balayé verticalement et du temps de retard balayé horizontalement. (3) Spectres de magnéto-transmission d’un échantillon massif GaAs de type-n à la température de 100K. Simulation selon le modèle de Drude.

[1] D. Molter, G. Torosyan, G. Ballon, L. Drigo, R. Beigang, and J. Léotin, Step-scan time-domain terahertz magneto-spectroscopy, Opt. Express 20, 5993-6002 (2012)

Contacts : Jean Léotin, Michel Goiran